機器人程序設計(C語言)(第2版)（簡體書）

目 錄
第一部分 基本技能學習和實踐
第1章 一種新的C語言學習方式 2
學習背景 4
單片機和微控制器 4
機器人與C語言學習平臺 6
任務1．1 獲得軟件 6
任務1．2 安裝軟件 7
安裝Keil μVision4 IDE 7
任務1．3 硬件連接 8
連接計算機 8
連接電源 8
教學板和單片機通電檢查 8
教學板程序下載與通信功能的切換 8
任務1．4 第一個程序 9
創建並編輯第一個程序 9
第一個C語言程序：HelloRobot．c 11
編譯程序 12
程序調試 12
下載可執行文件到單片機 14
用串口調試軟件查看單片機輸出信息 15
HelloRobot．c是如何工作的 15
printf( )函數 16
“while(1);”的作用 17
任務1．5 斷開電源 17
工程素質和技能歸納 17
本章涉及的主要技能 17
常見錯誤 18
科學精神的培養 18
第2章 最簡單的C程序設計―機器人做算術 20
學習背景 21
任務2．1 整型數據的運算和結果顯示 22
任務2．2 浮點型數據的運算 26
任務2．3 字符型數據 27
字符常量 27
轉義字符 28
字符變量 28
工程素質和技能歸納 29
本章涉及的主要技能 29
常見錯誤 29
科學精神的培養 30
第3章 循環程序設計―讓機器人動起來 32
學習背景 33
C51單片機的輸入/輸出接口 34
任務3．1 單燈閃爍控制 34
LED電路元器件 34
LED電路搭建 34
例程：HighLowLed．c 37
HighLowLed．c是如何工作的 37
無符號整型數據unsigned int 37
while語句 39
時序圖簡介 39
任務3．2 機器人伺服電機控制信號 40
例程：BothServoClockwise．c 43
任務3．3 計數並控制循環次數 44
for語句 44
自增和自減 45
for循環控制電機的運行時間 45
例程：ControlServoRunTimes．c 46
例程：BothServosThreeSeconds．c 47
任務3．4 用計算機來控制機器人的運動 48
例程：ControlServoWithComputer．c 48
ControlServoWithComputer．c是如何工作的 49
scanf( )函數 49
工程素質和技能歸納 50
本章涉及的主要技能 50
科學精神的培養 51
第4章 函數―機器人運動控制 52
學習背景 53
任務4．1 基本巡航動作 54
向前巡航 54
向後走、原地轉彎和繞軸旋轉 56
任務4．2 勻加速、勻減速運動 59
編寫勻加速運動程序 59
任務4．3 用函數調用簡化運動程序 62
函數 62
任務4．4 用數組進一步簡化函數調用 67
程序是如何工作的 68
工程素質和技能歸納 69
本章涉及的主要技能 69
科學精神的培養 69
第5章 選擇結構程序設計―機器人觸須導航 70
學習背景 71
觸須導航與單片機輸入接口 72
任務5．1 安裝並測試機器人觸須 72
安裝觸須 72
測試觸須 74
位操作運算符 75
if語句 76
操作符? ： 76
任務5．2 通過觸須導航 78
編程使機器人基於觸須導航 78
關係與邏輯運算符 79
觸須導航機器人怎樣行走 83
任務5．3 機器人進入死區後的人工智能決策 83
編程逃離墻角死區 83
任務5．4 機器人行進過程中的碰撞保護程序 88
continue語句 88
工程素質和技能歸納 89
本章涉及的主要技能 89
科學精神的培養 90
第6章 選擇結構程序設計―機器人紅外導航 92
學習背景 93
使用紅外發射器和接收器探測道路 94
紅外前燈 94
任務6．1 搭建並測試IR發射和探測器對 95
元器件清單 95
搭建紅外前燈 95
測試紅外檢測器 96
排錯 97
函數延時的不精確性 98
任務6．2 探測和避開障礙物 99
宏定義 99
改變觸須程序，使其適合IR檢測和躲避 99
任務6．3 高性能的IR導航 104
在每個脈衝之間采樣，以避免碰撞 104
do…while語句 106
任務6．4 俯視的探測器 107
推薦材料 108
用絕緣帶模擬桌子的邊沿 108
邊沿探測編程 109
工程素質和技能歸納 112
本章涉及的主要技能 112
科學精神的培養 113
第7章 多分支結構程序設計――機器人循線運動 114
學習背景 115
競賽任務 116
任務7．1 QTI傳感器及其通信接口 117
任務7．2 安裝QTI傳感器到機器人前端 117
任務7．3 編寫QTI傳感器的測試程序 119
任務7．4 設計算法，實現機器人無接觸遊歷 121
switch語句 126
任務7．5 修改算法實現機器人遊歷 127
任務7．6 用數組實現機器人遊歷 131
任務7．7 改進運動執行程序提升執行的可靠性 137
工程素質和技能歸納 143
本章涉及的主要技能 143
科學精神的培養 143
第二部分 綜合實踐案例
第8章 結構化程序設計――智能搬運競賽 146
學習背景 147
競賽任務 148
任務8．1 給機器人安裝循線傳感器和搬運手爪 149
任務8．2 根據比賽任務設計算法 150
算法描述 150
任務8．3 定義運動數據結構體存儲運動數據 151
結構體 152
任務8．4 將運動函數存成其他文件包含進來 155
“文件包含”處理 159
任務8．5 循線運動函數的設計與實現 160
循線到某目標節點的算法 160
break語句 164
任務8．6 根據算法完成搬運子函數和主程序的編寫 165
工程素質和技能歸納 166
本章涉及的主要技能 166
科學精神的培養 166
第9章 結構化程序設計――擂臺賽 168
學習背景 169
擂臺賽場和競賽規則 170
任務9．1 紅外線擂臺機器人的軟件設計 172
任務9．2 優化紅外線擂臺機器人軟件 177
任務9．3 超聲波擂臺機器人的軟件設計 181
任務9．4 遙控擂臺機器人的軟件設計 184
NEC協議 184
遙控器解碼 185
電機驅動程序 190
主控程序 191
工程素質和技能歸納 193
科學精神的培養 194
附 錄
附錄A C語言概要歸納 198
C語言概述 198
數據類型、運算符與表達式 198
分支結構程序 200
循環控制 202
數組 203
函數 204
預處理命令 205
指針 206
結構體 207
位運算 208
附錄B C語言中的關鍵字索引 210
附錄C 無焊錫面包板 211
附錄D 中國教育機器人大賽簡介 214
附錄E 完成本書項目學習所需配件清單 216
附錄F 教學板介紹 217