一种编程学习系统及其方法与流程

本发明属于电子模块编程技术领域，具体涉及到一种编程学习系统及其方法。

背景技术：

随着素质教育的不断推进和生活水平的提高，越来越多的儿童已经接触到了一些计算机设备，而随着儿童使用计算设备的深入，现有软件已不能满足需求，他们希望能够根据自己的想法进行创作作品。学习编程不仅对儿童的数学和科学知识方面有帮助，而且对于语言、创造力和社会交流等方面都能有积极和重要的作用。此外，从培养儿童计算思维的角度来讲，学习编程也具有其重要价值。

而现有技术中，传统的编程需要学习大量的指令、函数名等内容，是一个复杂而艰难的过程；而儿童以及青少年在初学时就进行大量指令的学习，不易很快的上手，容易失去进一步学习编程的兴趣。

现有技术中，还有一种纯粹图形化的编程方法，学生通过拖拽相互匹配的图形块进行编程，虽然这是一个更为简单的编程形式，但是在编程教育中，并不能使学生的编程水平有长足的发展，对于未来真正的编程学习帮助也十分有限；另外一方面，图形拼接的组合是有限的，而且僵硬的，对于较为复杂代码的实现有很大限制。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种编程学习系统及其方法，以克服传统编码编程学习中编程复杂，不易上手的缺陷，同时，克服纯图形化编程中不能真正学习到编程技能，难以实现复杂逻辑编程的不足。

本发明采取的一种技术方案为：一种编程学习系统，包括计算机、电子模块单元、以及安装在计算机上的图形化编程程序；其中：所述电子模块单元和所述计算机之间通过有线的方式进行通信连接；

所述电子模块单元包括相互电连接的电源模块、主控模块以及功能模块；所述图形化编程程序上设有图形化编程界面，所述图形化编程界面设有编辑区和工具栏；所述工具栏上设有工具模块；所述工具模块上设有多种不同类型的编程块；所述编辑区设有端口选择模块、数据处理模块和烧录模块。

采用上述技术方案，使用者在进行编程学习的时候，可直接选用不同类型的编程块，并对这些编程块进行组合、编辑，并将编辑完成的程序发送到所述电子模块单元执行，从而大大简化了对编程语言的学习过程，降低了编程的难度、利于初学者对编程学习的及时上手和兴趣的培养。

所述电子模块单元和所述计算机通过usb线或rs-232线进行有线连接，该连接方式简单、可靠，易于使用者实施。

所述功能模块包括监测模块、距离模块、运动模块、信号模块、显示模块、驱动模块和通信模块中的一个或多个，所述功能模块通过总线与所述主控模块进行连接。

所述编程块包括主控编程块、工具编程块、数学编程块和添加编程块。

所述编程块包括多个封装好的程序指令块。

所述程序指令块包括标号、函数名、表达式和注释。

本发明采用的另一种技术方案为：一种编程学习方法，包括以下步骤：

打开所述图形化编程界面，在所述图形化编程界面里通过端口选择模块选择与所述电子模块单元的连接端口；

在所述图形化编程界面中选择工具模块的编程块；

将被选择的工具模块的编程块拖入到所述图形化编程界面的编辑区，对编程块中的程序指令块进行组合、编辑；

通过数据处理模块对编辑完成的程序指令块进行存储，并编译成所述电子模块单元可执行的文件；

通过所述烧录模块将所述可执行文件烧录到所述电子模块单元。

所述连接端口包括usb端口和rs-232端口。

所述数据处理模块还用于在编译结束后，在所述图形化编程界面中显示编译结果。

采用上述技术方案，具有以下优点：

(1)本发明将图形化编程与实际的电子模块进行结合，通过图形化编程界面使得使用者更易理解编程语言，同时通过实际的电子模块给使用者以真实化的编程感受；

(2)本发明的编程方式简单、操作方便，易于使用者上手；

(3)本发明中的电子模块单元执行所编程的程序，例如会显示测量的距离、实际的温度值和闪烁报警灯等，使得编程的效果更加真实，提高了使用者的学习兴趣。

附图说明

图1为本发明中图形化编程界面的结构方框图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。

参考图1所示，一种编程学习系统，包括计算机、电子模块单元、以及安装在计算机上的图形化编程程序；其中：所述电子模块单元和所述计算机之间通过有线的方式进行通信连接；

具体地，所述电子模块单元和所述计算机通过usb线或rs-232线进行有线连接，使用者可根据实际情况，选择不同的连接线；在本实施例中，也可采用无线连接的方式、例如蓝牙、wifi等方式。

所述电子模块单元包括相互电连接的电源模块、主控模块以及功能模块；

所述功能模块包括监测模块、距离模块、运动模块、信号模块、显示模块、驱动模块和通信模块中的一个或多个，所述功能模块通过总线与所述主控模块进行连接；

具体地，使用者在选择电子模块的时候，主控模块是必须有的，而在实现不同功能的时候，功能模块就按需选择相应的模块，并且各个模块具有相同的连接接口，使得连接方式更加灵活，便于使用者在学习过程中可以根据自己的想法进行选择和创新。

所述图形化编程程序上设有图形化编程界面，所述图形化编程界面设有编辑区和工具栏；所述工具栏上设有工具模块；所述工具模块上设有多种不同类型的编程块；所述编辑区设有端口选择模块、数据处理模块和烧录模块；

所述编程块包括主控编程块、工具编程块、数学编程块和添加编程块；

具体地，所述图形化编程界面中还包括新建菜单、撤销、编译按钮、下载按钮、端口选择按钮等；

所述工具模块用于选择不同类型的编程块，其中，所述编程块为通过图形化的方式表现编程内容的模块；所述编程块包括多个封装好的程序指令块；

具体地，使用者在编程时，根据自己要实现的功能，在工具模块中选择相应类型的编程块，在编程块里，再选择所需的程序指令块；所述程序指令块包括标号、函数名、表达式和注释；

在编辑区对所述程序指令块中的表达式进行组合、编辑，修改相应的表达式参数。

所述数据处理模块用于对编辑完成的程序指令块进行存储，并编译成所述电子模块单元可执行的文件；

具体地，将编辑好的程序进行存储和编译，并编译成所述电子模块单元中，主控模块可执行的文件。

所述烧录模块用于将所述可执行文件烧录到所述电子模块单元。

具体地，当编译结果没有错误时，在图形化编程界面里选择下载，将可执行的文件发送给所述电子模块单元，并将所述可执行的文件中的数据转换成驱动信号，驱动所述功能模块执行。

参考图2所示，一种编程学习方法，包括以下步骤：

打开所述图形化编程界面，在所述图形化编程界面里通过端口选择模块选择与所述电子模块单元的连接端口；

在所述图形化编程界面中选择工具模块的编程块；

将被选择的工具模块的编程块拖入到所述图形化编程界面的编辑区，对编程块中的程序指令块进行组合、编辑；

通过数据处理模块对编辑完成的程序指令块进行存储，并编译成所述电子模块单元可执行的文件；

通过所述烧录模块将所述可执行文件烧录到所述电子模块单元。

进一步地，所述连接端口包括usb端口和rs-232端口。

进一步地，所述数据处理模块还用于在编译结束后，在所述图形化编程界面中显示编译结果。

例如，通过本发明做一个温度显示的系统：

分析为了完成这个系统，需要用到哪些模块：需要主控模块，显示模块和温度模块；

将各个模块连接好后，与安装有图形化编程程序的计算机连接；

在所述图形化编程界面里选择连接端口，连接成功后，显示所述主控模块、显示模块和温度采集模块已经连接上；

点击工具栏中显示模块的图标，它将弹出一个编程块列表，找到“带坐标显示”的程序指令块，并拖到编辑区；

到编辑区释放“带坐标显示”图标后，它便转换成了代码oled.print(1,1,“wonderbits”)；这代表的功能是在显示屏的(1，1)坐标上显示“wonderbits”字符；

接下来在工具栏中找到温度采集模块里面的“获取温度”的程序指令块，替换上面的“wonderbits”字符，代码变成了：oled.print(1,1,temp.gettemp())；

点击图形化界面中的编译按钮进行编译，编译成功后点击上传按钮，程序将被烧录到主控模块中，观察显示屏可以看到显示了实时温度。

最后需要说明的是，上述描述为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。