在我们的生活中，许多人都知道“要是你在野外迷了路”这篇小学课文，里面介绍了四种天然的“指南针”，而实际上，大自然中还有一种更为重要的“指南针”——那就是地球的磁场。今天我们将学习如何利用好搭bit内部的电子罗盘，通过地球磁场制作出指南针，并借助数码管来显示方向。通过乐高积木的搭建，我们还将制作一个手持版的指南针，体验更加智能的方向指引。
主要概念与原理
在开始动手制作之前，首先需要理解以下几个关键概念：
电子罗盘
罗盘，又被称为指南针或司南，是古代四大发明之一。它通过感应地球的磁场来指示方向，尤其在航海中扮演了至关重要的角色。像哥伦布发现新、麦哲伦完成环球航行，罗盘都是不可或缺的工具。传统罗盘通常较大，而随着电子技术的发展，我们现在可以通过磁阻传感器制作出更加精巧的电子罗盘。好搭bit的电路板上内置了一块电子罗盘芯片，使得它具备了自动识别方向的能力。
地球磁场
地球磁场是地球周围存在的磁场，磁场的南极指向地理北极，磁场的北极指向地理南极。赤道附近的磁场方向呈水平分布，而极地附近则垂直于地表。地球磁场的强度在赤道最弱，极地最强。由于地球磁场会随时间而变化，它的强度和方向也可能会受到各种因素的影响。
新的指令与功能
为了完成本课的指南针项目，我们还需要学习一些新的指令：
“校准指南针”指令
“校准指南针”是输入类指令的一种，在使用电子罗盘之前，我们需要进行校准。由于电子罗盘容易受到其他电子设备的干扰，校准能够确保它的读数更加精确。只要在项目开始时运行一次校准程序，就能确保电子罗盘工作正常。
“指南针朝向角度”指令
这个指令也属于输入类指令，用于读取电子罗盘的角度数据。返回的角度值范围是0到360度。具体的方向对应关系为：0度表示正北，90度表示正东，180度表示正南，270度表示正西。我们可以通过此指令来获取实时的方向角度，并加以应用。
制作指南针的过程
1. 作品概述
本次制作的指南针将结合好搭bit的电子罗盘、数码管、点阵屏以及乐高积木。电子罗盘通过感应地球磁场确定方向，数码管显示相应的角度值，点阵屏则显示字母表示的方向。通过这些硬件的结合，再加上程序编写，我们将打造出一个既智能又直观的指南针。
2. 硬件连接
需要将好搭bit与外部模块进行连接。数码管需要连接到I2C端口。之后，将好搭bit与计算机连接并打开电源，确保计算机资源管理器现“MICROBIT”U盘，进入下载模式。
3. 校准电子罗盘
电子罗盘在使用前必须进行校准。校准过程相对简单，我们只需要在程序启动时运行一次校准指令即可。为了确保校准过程清晰易懂，可以在“校准指南针”指令前添加“显示字符串”指令，显示“Go!”表示准备开始校准，校准完成后，再显示“OK”提示。具体流程如下：
(1) 运行校准程序。
(2) 点阵屏将显示“GO!”并提示开始校准，接着屏幕会出现“TILT TO FILL SCREEN”字样，表示用户需要倾斜好搭bit的四个角来填满屏幕上的点阵。
(3) 当屏幕显示“YES”时，校准完成，电子罗盘即可开始工作。
4. 在数码管上显示角度值
为了让数码管显示方向角度值，我们需要将数码管相关的指令与“指南针朝向角度”指令结合使用。还需要使用“暂停”指令，以便让数码管上的数值显示更加清晰。通过编写相应的程序代码，数码管将实时展示角度值。
5. 在点阵屏显示方向字母
为了让方向指示更加直观，我们可以将方向的字母显示在点阵屏上。电子罗盘的角度值从0度到360度按顺时针方向递增，分别对应北（0度）、东（90度）、南（180度）和西（270度）。我们将通过编程，基于角度值判断并在点阵屏上显示相应的方向字母：N（北）、E（东）、S（南）、W（西）。例如，当角度值大于45度且小于等于135度时，显示“E”；当角度值大于135度且小于等于225度时，显示“S”；以此类推。
6. 试一试
当你用好搭bit从北面开始，顺时针或逆时针旋转时，观察数码管和点阵屏上的角度值，是否能发现其中的规律？你可以根据角度值确定当前的方位。
拓展与思考
如何让我们的指南针变得更加智能和有趣呢？你能不能尝试加入RGB灯，在不同的方向上显示不同的颜色？这不仅能让方向更加明确，还能增加趣味性。如果你有这样的想法，可以动手试试，并在设计过程中考虑以下几个问题：
你如何使用RGB灯来增强指南针的功能？
是否可以增加更多的方向显示，例如东南、西南、西北和东北等？
在搭建过程中需要注意哪些细节，确保电路连接和程序运行顺利？
通过动手实践，你将能够将这个项目做得更加完美！