本發明屬于電子模塊編程技術領域，具體涉及到一種編程學習系統及其方法。

背景技術：

隨著素質教育的不斷推進和生活水平的提高，越來越多的兒童已經接觸到了一些計算機設備，而隨著兒童使用計算設備的深入，現有軟件已不能滿足需求，他們希望能夠根據自己的想法進行創作作品。學習編程不僅對兒童的數學和科學知識方面有幫助，而且對于語言、創造力和社會交流等方面都能有積極和重要的作用。此外，從培養兒童計算思維的角度來講，學習編程也具有其重要價值。

而現有技術中，傳統的編程需要學習大量的指令、函數名等內容，是一個復雜而艱難的過程；而兒童以及青少年在初學時就進行大量指令的學習，不易很快的上手，容易失去進一步學習編程的興趣。

現有技術中，還有一種純粹圖形化的編程方法，學生通過拖拽相互匹配的圖形塊進行編程，雖然這是一個更為簡單的編程形式，但是在編程教育中，并不能使學生的編程水平有長足的發展，對于未來真正的編程學習幫助也十分有限；另外一方面，圖形拼接的組合是有限的，而且僵硬的，對于較為復雜代碼的實現有很大限制。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提出一種編程學習系統及其方法，以克服傳統編碼編程學習中編程復雜，不易上手的缺陷，同時，克服純圖形化編程中不能真正學習到編程技能，難以實現復雜邏輯編程的不足。

本發明采取的一種技術方案為：一種編程學習系統，包括計算機、電子模塊單元、以及安裝在計算機上的圖形化編程程序；其中：所述電子模塊單元和所述計算機之間通過有線的方式進行通信連接；

所述電子模塊單元包括相互電連接的電源模塊、主控模塊以及功能模塊；所述圖形化編程程序上設有圖形化編程界面，所述圖形化編程界面設有編輯區和工具欄；所述工具欄上設有工具模塊；所述工具模塊上設有多種不同類型的編程塊；所述編輯區設有端口選擇模塊、數據處理模塊和燒錄模塊。

采用上述技術方案，使用者在進行編程學習的時候，可直接選用不同類型的編程塊，并對這些編程塊進行組合、編輯，并將編輯完成的程序發送到所述電子模塊單元執行，從而大大簡化了對編程語言的學習過程，降低了編程的難度、利于初學者對編程學習的及時上手和興趣的培養。

所述電子模塊單元和所述計算機通過usb線或rs-232線進行有線連接，該連接方式簡單、可靠，易于使用者實施。

所述功能模塊包括監測模塊、距離模塊、運動模塊、信號模塊、顯示模塊、驅動模塊和通信模塊中的一個或多個，所述功能模塊通過總線與所述主控模塊進行連接。

所述編程塊包括主控編程塊、工具編程塊、數學編程塊和添加編程塊。

所述編程塊包括多個封裝好的程序指令塊。

所述程序指令塊包括標號、函數名、表達式和注釋。

本發明采用的另一種技術方案為：一種編程學習方法，包括以下步驟：

打開所述圖形化編程界面，在所述圖形化編程界面里通過端口選擇模塊選擇與所述電子模塊單元的連接端口；

在所述圖形化編程界面中選擇工具模塊的編程塊；

將被選擇的工具模塊的編程塊拖入到所述圖形化編程界面的編輯區，對編程塊中的程序指令塊進行組合、編輯；

通過數據處理模塊對編輯完成的程序指令塊進行存儲，并編譯成所述電子模塊單元可執行的文件；

通過所述燒錄模塊將所述可執行文件燒錄到所述電子模塊單元。

所述連接端口包括usb端口和rs-232端口。

所述數據處理模塊還用于在編譯結束后，在所述圖形化編程界面中顯示編譯結果。

采用上述技術方案，具有以下優點：

(1)本發明將圖形化編程與實際的電子模塊進行結合，通過圖形化編程界面使得使用者更易理解編程語言，同時通過實際的電子模塊給使用者以真實化的編程感受；

(2)本發明的編程方式簡單、操作方便，易于使用者上手；

(3)本發明中的電子模塊單元執行所編程的程序，例如會顯示測量的距離、實際的溫度值和閃爍報警燈等，使得編程的效果更加真實，提高了使用者的學習興趣。

附圖說明

圖1為本發明中圖形化編程界面的結構方框圖；

圖2為本發明的方法流程圖。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述，這里的描述不意味著對應于實施例中陳述的具體實例的所有主題都在權利要求中引用了。

參考圖1所示，一種編程學習系統，包括計算機、電子模塊單元、以及安裝在計算機上的圖形化編程程序；其中：所述電子模塊單元和所述計算機之間通過有線的方式進行通信連接；

具體地，所述電子模塊單元和所述計算機通過usb線或rs-232線進行有線連接，使用者可根據實際情況，選擇不同的連接線；在本實施例中，也可采用無線連接的方式、例如藍牙、wifi等方式。

所述電子模塊單元包括相互電連接的電源模塊、主控模塊以及功能模塊；

所述功能模塊包括監測模塊、距離模塊、運動模塊、信號模塊、顯示模塊、驅動模塊和通信模塊中的一個或多個，所述功能模塊通過總線與所述主控模塊進行連接；

具體地，使用者在選擇電子模塊的時候，主控模塊是必須有的，而在實現不同功能的時候，功能模塊就按需選擇相應的模塊，并且各個模塊具有相同的連接接口，使得連接方式更加靈活，便于使用者在學習過程中可以根據自己的想法進行選擇和創新。

所述圖形化編程程序上設有圖形化編程界面，所述圖形化編程界面設有編輯區和工具欄；所述工具欄上設有工具模塊；所述工具模塊上設有多種不同類型的編程塊；所述編輯區設有端口選擇模塊、數據處理模塊和燒錄模塊；

所述編程塊包括主控編程塊、工具編程塊、數學編程塊和添加編程塊；

具體地，所述圖形化編程界面中還包括新建菜單、撤銷、編譯按鈕、下載按鈕、端口選擇按鈕等；

所述工具模塊用于選擇不同類型的編程塊，其中，所述編程塊為通過圖形化的方式表現編程內容的模塊；所述編程塊包括多個封裝好的程序指令塊；

具體地，使用者在編程時，根據自己要實現的功能，在工具模塊中選擇相應類型的編程塊，在編程塊里，再選擇所需的程序指令塊；所述程序指令塊包括標號、函數名、表達式和注釋；

在編輯區對所述程序指令塊中的表達式進行組合、編輯，修改相應的表達式參數。

所述數據處理模塊用于對編輯完成的程序指令塊進行存儲，并編譯成所述電子模塊單元可執行的文件；

具體地，將編輯好的程序進行存儲和編譯，并編譯成所述電子模塊單元中，主控模塊可執行的文件。

所述燒錄模塊用于將所述可執行文件燒錄到所述電子模塊單元。

具體地，當編譯結果沒有錯誤時，在圖形化編程界面里選擇下載，將可執行的文件發送給所述電子模塊單元，并將所述可執行的文件中的數據轉換成驅動信號，驅動所述功能模塊執行。

參考圖2所示，一種編程學習方法，包括以下步驟：

打開所述圖形化編程界面，在所述圖形化編程界面里通過端口選擇模塊選擇與所述電子模塊單元的連接端口；

在所述圖形化編程界面中選擇工具模塊的編程塊；

將被選擇的工具模塊的編程塊拖入到所述圖形化編程界面的編輯區，對編程塊中的程序指令塊進行組合、編輯；

通過數據處理模塊對編輯完成的程序指令塊進行存儲，并編譯成所述電子模塊單元可執行的文件；

通過所述燒錄模塊將所述可執行文件燒錄到所述電子模塊單元。

進一步地，所述連接端口包括usb端口和rs-232端口。

進一步地，所述數據處理模塊還用于在編譯結束后，在所述圖形化編程界面中顯示編譯結果。

例如，通過本發明做一個溫度顯示的系統：

分析為了完成這個系統，需要用到哪些模塊：需要主控模塊，顯示模塊和溫度模塊；

將各個模塊連接好后，與安裝有圖形化編程程序的計算機連接；

在所述圖形化編程界面里選擇連接端口，連接成功后，顯示所述主控模塊、顯示模塊和溫度采集模塊已經連接上；

點擊工具欄中顯示模塊的圖標，它將彈出一個編程塊列表，找到“帶坐標顯示”的程序指令塊，并拖到編輯區；

到編輯區釋放“帶坐標顯示”圖標后，它便轉換成了代碼oled.print(1,1,“wonderbits”)；這代表的功能是在顯示屏的(1，1)坐標上顯示“wonderbits”字符；

接下來在工具欄中找到溫度采集模塊里面的“獲取溫度”的程序指令塊，替換上面的“wonderbits”字符，代碼變成了：oled.print(1,1,temp.gettemp())；

點擊圖形化界面中的編譯按鈕進行編譯，編譯成功后點擊上傳按鈕，程序將被燒錄到主控模塊中，觀察顯示屏可以看到顯示了實時溫度。

最后需要說明的是，上述描述為本發明的優選實施例，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不違背本發明宗旨及權利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發明的保護范圍之內。