机器人程序设计(C语言)(第2版)

目 录
**部分 基本技能学习和实践
第1章 一种新的C语言学习方式 2
学习背景 4
单片机和微控制器 4
机器人与C语言学习平台 6
任务1．1 获得软件 6
任务1．2 安装软件 7
安装Keil μVision4 IDE 7
任务1．3 硬件连接 8
连接计算机 8
连接电源 8
教学板和单片机通电检查 8
教学板程序下载与通信功能的切换 8
任务1．4 **个程序 9
创建并编辑**个程序 9
**个C语言程序：HelloRobot．c 11
编译程序 12
程序调试 12
下载可执行文件到单片机 14
用串口调试软件查看单片机输出信息 15
HelloRobot．c是如何工作的 15
printf( )函数 16
“while(1);”的作用 17
任务1．5 断开电源 17
工程素质和技能归纳 17
本章涉及的主要技能 17
常见错误 18
科学精神的培养 18
第2章 *简单的C程序设计―机器人做算术 20
学习背景 21
任务2．1 整型数据的运算和结果显示 22
任务2．2 浮点型数据的运算 26
任务2．3 字符型数据 27
字符常量 27
转义字符 28
字符变量 28
工程素质和技能归纳 29
本章涉及的主要技能 29
常见错误 29
科学精神的培养 30
第3章 循环程序设计―让机器人动起来 32
学习背景 33
C51单片机的输入/输出接口 34
任务3．1 单灯闪烁控制 34
LED电路元器件 34
LED电路搭建 34
例程：HighLowLed．c 37
HighLowLed．c是如何工作的 37
无符号整型数据unsigned int 37
while语句 39
时序图简介 39
任务3．2 机器人伺服电机控制信号 40
例程：BothServoClockwise．c 43
任务3．3 计数并控制循环次数 44
for语句 44
自增和自减 45
for循环控制电机的运行时间 45
例程：ControlServoRunTimes．c 46
例程：BothServosThreeSeconds．c 47
任务3．4 用计算机来控制机器人的运动 48
例程：ControlServoWithComputer．c 48
ControlServoWithComputer．c是如何工作的 49
scanf( )函数 49
工程素质和技能归纳 50
本章涉及的主要技能 50
科学精神的培养 51
第4章 函数―机器人运动控制 52
学习背景 53
任务4．1 基本巡航动作 54
向前巡航 54
向后走、原地转弯和绕轴旋转 56
任务4．2 匀加速、匀减速运动 59
编写匀加速运动程序 59
任务4．3 用函数调用简化运动程序 62
函数 62
任务4．4 用数组进一步简化函数调用 67
程序是如何工作的 68
工程素质和技能归纳 69
本章涉及的主要技能 69
科学精神的培养 69
第5章 选择结构程序设计―机器人触须导航 70
学习背景 71
触须导航与单片机输入接口 72
任务5．1 安装并测试机器人触须 72
安装触须 72
测试触须 74
位操作运算符 75
if语句 76
操作符? ： 76
任务5．2 通过触须导航 78
编程使机器人基于触须导航 78
关系与逻辑运算符 79
触须导航机器人怎样行走 83
任务5．3 机器人进入死区后的人工智能决策 83
编程逃离墙角死区 83
任务5．4 机器人行进过程中的碰撞保护程序 88
continue语句 88
工程素质和技能归纳 89
本章涉及的主要技能 89
科学精神的培养 90
第6章 选择结构程序设计―机器人红外导航 92
学习背景 93
使用红外发射器和接收器探测道路 94
红外前灯 94
任务6．1 搭建并测试IR发射和探测器对 95
元器件清单 95
搭建红外前灯 95
测试红外检测器 96
排错 97
函数延时的不精确性 98
任务6．2 探测和避开障碍物 99
宏定义 99
改变触须程序，使其适合IR检测和躲避 99
任务6．3 高性能的IR导航 104
在每个脉冲之间采样，以避免碰撞 104
do…while语句 106
任务6．4 俯视的探测器 107
推荐材料 108
用绝缘带模拟桌子的边沿 108
边沿探测编程 109
工程素质和技能归纳 112
本章涉及的主要技能 112
科学精神的培养 113
第7章 多分支结构程序设计――机器人循线运动 114
学习背景 115
竞赛任务 116
任务7．1 QTI传感器及其通信接口 117
任务7．2 安装QTI传感器到机器人前端 117
任务7．3 编写QTI传感器的测试程序 119
任务7．4 设计算法，实现机器人无接触游历 121
switch语句 126
任务7．5 修改算法实现机器人游历 127
任务7．6 用数组实现机器人游历 131
任务7．7 改进运动执行程序提升执行的可靠性 137
工程素质和技能归纳 143
本章涉及的主要技能 143
科学精神的培养 143
第二部分 综合实践案例
第8章 结构化程序设计――智能搬运竞赛 146
学习背景 147
竞赛任务 148
任务8．1 给机器人安装循线传感器和搬运手爪 149
任务8．2 根据比赛任务设计算法 150
算法描述 150
任务8．3 定义运动数据结构体存储运动数据 151
结构体 152
任务8．4 将运动函数存成其他文件包含进来 155
“文件包含”处理 159
任务8．5 循线运动函数的设计与实现 160
循线到某目标节点的算法 160
break语句 164
任务8．6 根据算法完成搬运子函数和主程序的编写 165
工程素质和技能归纳 166
本章涉及的主要技能 166
科学精神的培养 166
第9章 结构化程序设计――擂台赛 168
学习背景 169
擂台赛场和竞赛规则 170
任务9．1 红外线擂台机器人的软件设计 172
任务9．2 优化红外线擂台机器人软件 177
任务9．3 超声波擂台机器人的软件设计 181
任务9．4 遥控擂台机器人的软件设计 184
NEC协议 184
遥控器解码 185
电机驱动程序 190
主控程序 191
工程素质和技能归纳 193
科学精神的培养 194
附 录
附录A C语言概要归纳 198
C语言概述 198
数据类型、运算符与表达式 198
分支结构程序 200
循环控制 202
数组 203
函数 204
预处理命令 205
指针 206
结构体 207
位运算 208
附录B C语言中的关键字索引 210
附录C 无焊锡面包板 211
附录D 中国教育机器人大赛简介 214
附录E 完成本书项目学习所需配件清单 216
附录F 教学板介绍 217