能力风暴机器人高级编程控制

能力风暴机器人高级编程控制通过前面的学习，同学们对能力风暴机器人的结构和传感器已经有了比较全面的了解，并且能够利用VJC系统编写可视化的流程图程序来控制机器人的动作，这对进一步学习和研究机器人是非常重要的。

能力风暴机器人的编程方式有两种，即流程图方式和JC代码方式。

流程图方式虽然简单直观，但功能有限，如果要编写更复杂的程序，特别是进行机器人创意设计时，就需要使用JC代码方式来编写程序了。

使用JC代码方式编程，将有利于我们进一步掌握计算机解决问题的思路和方法，更深层次地理解机器人智能化的工作原理，为进一步研究和制作机器人奠定基础。

本章我们将通过VJC系统开发版软件，介绍如何在JC编程环境下直接使用JC 代码编写程序。

同时还将结合国内外机器人大赛中的一些比赛项目，如：机器人灭火、机器人踢足球、机器人创意制作等，引导同学们综合实践机器人项目编程控制的方法与全过程。

-78-3.1 JC语言编程方法简介在前面的学习中，我们为机器人编写控制程序都是采用VJC系统中的流程图形式，相信同学们已经感受到这种编程方法确实直观易学。

然而，如果我们要编写更自由、更复杂的机器人程序一般就要采用第二种编程方法---JC语言编程。

本节我们就来了解JC语言编程的基本方法。

由于VJC系统仿真版不支持JC代码编程，所以，本节编程必须在VJC系统开发版中进行，并下载到真实机器人上调试。

3.1.1 JC编程的基本操作1．进入JC编程界面用JC语言编程时，首先要在计算机中安装VJC系统开发版软件。

启动软件时，双击桌面上的VJC图标，知识链接在VJC对话框中选择“JC代码程序”，再单击“确定”按钮，就可进入图3-1-1 VJC新建对话框 JC编程界面，界面组成如图3-1-2。

当机器人连接在计算机上时，在JC代码命令窗JC代码程序下载按钮编程方式切换按钮口可直接执行一条或若干条JC语JC代码程序编辑窗口句，执行的结果将显示在编译窗口内。

这一调试技巧JC代码命令窗口常用于编辑时直接测试某些命令编译窗口语句的效果。

图3-1-2 JC语言编程界面-79-：流程图编程方式与JC代码编程方式可通过VJC工具栏上的编程方式切换按钮进行切换，这种方式有利于初学者从流程图编程方式起步，然后逐步过渡到用JC语言方式进行编程。

2．编辑JC语言程序在JC代码编辑窗口内逐行用JC语句编写程序，每一句的后面均可加入注释（注释内容放在“/* */”之间），便于阅读和修改。

例如：下面就是一个用JC语言编写的控制机器人走正方形的程序。

知识链接Main( )一个JC语言程序一般由一个主函数（main( )函数）和若干个自定义函数组成。

程序的执行自动从main( )函数开始，在主函数的执行过程中，可以调用库函数，也可以调用自定义函数，图3-1-3 机器人走正方形的JC程序调用后还要返回分析上面的JC程序可以看出，编写JC程序有如下基本规定：到main( )函数，（1）一个JC程序至少有一个主函数，主函数说明语句一般是：在main( )函数中void main( ) 结束整个程序的其中：void为函数返回值类型，void类型表示该函数不返回值，运行。

main( )函其它返回值类型还有：int （整型）、float （浮点型）。

main 为函数是系统定义的。

数名，主函数一般均命名为main，自定义函数可命名为其它名称。

每个函数名后面必须有一对圆括号“（）”，圆括号内可以定义函数的参数。

（2）每个函数说明语句的下面都会有一对花括号“{ }”，用于标出函数定义的开始位置和结束位置。

-80-（3）在函数定义范围内是一系列用于控制动作、循环、判断等的JC语句或库函数（JC的库函数请参看本书附录），每个JC语句后面必须以分号“ ；” 结束。

（4）如果在循环体或分支体内是一组语句，那么这组语句必须包含在花括号“{ }”内。

3．下载调试编辑好的JC程序可通过“下载”按钮下载到机器人中进行调试。

下载前首先按照1.2节阅读材料所述连接方法，将真实机器人与计算机通过下载线正确地连接起来，然后打开机器人的电源开关，再单击JC工具栏的“下载”按钮，就可将程序下载到机器人中。

如果程序编写无误，下载时系统会自动编译程序，并在编译窗口内显示“编译成功”，同时弹出下载提示信息，如图3-1-4。

如果程序编写有误，下载时在编译窗口内会显示相应的提示信息。

图3-1-4 下载提示信息下载完毕后，拔掉下载线，将机器人放入调试的场地中，按下机器人上的“运行”按钮，就可以运行或调试程序了。

3.1.2 JC编程的相关知识用JC语句编程时，除了要熟记前面我们介绍的各模块对应的JC语句或函数外，还应了解一些JC编程的相关知识。

1．常量常量是程序运行过程中其值不能改变的量。

JC中常量分为整型常量、长整型常量和浮点型常量。

-81-（1）整型常量常见的整型常量有以下几种形式：十进制形式的整型常量：如：0、1、255、-1等；二进制形式的整型常量：通常用“0b”作为前缀，如：0b1001001；十六进制形式的整型常量：通常用“0x”作为前缀，如：0x1abf；字符串型常量：字符串型常量是用双引号引起的一个或若干个字符，如“a”、“abcd”；整型常量的取值范围从-32768到+32767(十进制数)。

（2）长整型常量在十进制整数后加上后缀“L” 就变成了长整型常量，其取值范围从-2147483648到+2147483647(十进制数)。

（3）浮点型常量浮点型常量是用小数形式或科学计数法表示的一类数，如：81.24、2.543E+8，后者表示2.543×10。

浮点型常量的取值范围从-383810到10。

在能力风暴机器人中因无浮点运算硬件，浮点运算要比整型运算慢，所以尽量不要采用浮点运算。

2．变量变量是程序中用于存放数据的量，它在程序运行过程中可以发生改变。

（1）变量的命名变量的命名一般由字母、数字、下划线字符组成（首字符必须为字母），如：a、gi_1，但JC语言规定的专用词不能用作变量名，如：if、wait、drive等，此外，变量名和函数名也不能相同。

（2）变量的类型在JC程序中，变量的类型可分为整型（int）、长整型（long）、浮点型（float）和字符型（char）。

（3）变量的定义在JC程序中，要求变量必须先定义，后使用，通常变量定义-82-知识链接语句放在函数外或函数内块的起始处。

变量定义语句的格式有两种：<类型> <变量名>；在一个定义<类型> <变量名>= <初始值>；语句中，被定义的如：int gi_1=0；变量可以是一个， float time；也可以是同类型（4）局部变量的多个变量，但是局部变量指在函数内部定义的变量（或函数的参数），它的作多个变量之间要用范围是局部的，即该变量只在该函数定义范围内有效。

用逗号分隔。

（5）全局变量变量被定义为某一类型后，其全局变量指在函数的外面定义的变量，如图3-1-3程序中的a取值范围应当符变量。

全局变量在该程序的所有函数范围内均有效。

合该变量类型。

当局部变量与全局变量同名时，在该函数内系统会自动屏蔽全局变量。

为了避免产生混乱，一般多用局部变量，尽量少定义全局变量。

3．运算符号及运算顺序知识链接算术运算符：加法+，减法-，乘法*，除法/关系运算符：大于>，小于<，等于==，大于等于>=，小于等于<=，不等于!=如果在程序位运算符：按位或 |，按位与&，按位异或^，按位取反~ 中用到逻辑运算，逻辑运算符：或运算 | |，与运算&&，非运算 ! 总是把整数零作对于多种运算混合的表达式，一般运算顺序是：为假(false)，任非运算?算术运算?关系运算?与运算和或运算。

何非零值作为真对于算术运算的顺序可概括为一句话：先括号、后函数、再乘(true)。

除、最后加减。

4．屏幕显示函数及格式化字符参数在前面的学习中，我们已经了解到屏幕显示函数主要用于输出数据，语法格式如下：printf ( 格式化字符串，[参数1]，……[参数N])；-83-如：printf ( “max=%d \ n”，max) 表示显示字符串“max=”及其变量max 的值，其中％d表示以十进制数的形式显示，“\ n” 表示显示后光标自动换到下一行。

我们将%d称作格式化字符，其它的格式化字符见下表：格式化字符数据类型说明％d Int 十进制整数%X Int 十六进制整数%b Int 二进制数%C Int ASCII字符%f Float 浮点数%S Char 字符串【实践名称】JC环境下的编程与调试。

【实践目的】初步掌握用JC语言编写机器人控制程序的方法。

实践体验【实践项目】试编写一段机器人在场地内听令出发并自动走出迷宫的JC程序。

【实践步骤】1. 项目分析：这个程序编写思路我们在前面已分步讨论过，即：机器人听令出发后，采用左行规则划弧前进，不断检测左方和前方是否有障（墙），遇到碰撞时，先后退一点，然后右转再继续前进，直至到达迷宫出口。

因为用JC编程，除了要启动VJC开发版软件进入JC编程环境外，还会用到许多JC函数、存放检测值的变量以及循环结构和判断结构等，例如：声音检测函数：microphone( ) ，碰撞检测函数：bumper（）红外检测函数：ir_detector（），单轮驱动函数：motor（1，100），双轮驱动函数：drive（-60，0）2.编程与调试：（1）启动VJC开发版，进入JC编程界面；-84-（2）在代码编辑窗口内逐行输入下列程序：int Ir,bmp,mic=0; /*定义三个全局的传感变量*/void main() /*定义主函数*/{while (mic<80) mic=microphone(); /*循环检测声音*/while(1){bmp=bumper();if (bmp!=0) /*有碰撞，则倒退一点再右转前进*/{drive(-60,0);wait(0.1000);stop();drive(0,80);wait(0.2000);stop();}else /*否则检测前方是否遇到墙*/{Ir=ir_detector();if (Ir==4){drive(0,80);wait(0.2000);stop();}else /*否则检测左方是否遇到墙*/{if (Ir==1) {drive(0,80);wait(0.1500);stop();}else /*无墙无碰时，按左行规则划弧前进*/{motor(1,50);motor(2,100);wait(0.1000);}}}}}（3）将机器人通过下载线与计算机连接起来，打开机器人电源开关，单击VJC工具栏中的“下载”按钮，将程序下载到真实的机器人中；（4）下载完毕时，拔掉下载线，将机器人放在真实的迷宫场地，按下“运行”开关，并拍手发声，检验机器人能否走出迷宫。