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C语言与机器人设计制作.doc

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C语言与机器人设计制作.doc

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项目 1 C 语言基本概念掌握与上机环境使用.......................................1

项目 2 顺序结构—数据的输入输出 ..............................................6

项目 3 选择结构—if 语句和 switch 语句.........................................8

项目 4 循环结构—while、do-while 和 for 语句..................................13

项目 5 数组的使用 ...........................................................18

项目 6 机器人基本构成介绍 ...................................................21

项目 7 单片机控制 LED 流水灯 ..................................................24

项目 8 单片机控制直流电机和步进电机 ..........................................27

项目 9 单片机控制舵机 ........................................................30

项目 10 颜色检测系统 ........................................................36

项目 11 超声波测距 ...........................................................45

项目 12 单片机控制小车 .......................................................47

项目 1 C 语言基本概念掌握与上机环境使用

一、项目要求

1、掌握 C 语言基础部分数据类型、运算符与表达式的概念及使用；

2、掌握基本的 C 程序结构；

3、熟悉 Turbo C 上机软件的使用；

4、编写简单的小程序。

二、项目设计原理介绍

（一）C 语言数据类型、运算符与表达式

1、C 语言数据类型

C 语言有 5 种基本数据类型：字符、整型、单精度实型、双精度实型和空类型。这些数

据类型的长度和范围会因处理器的类型和 C 语言编译程序的实现而有所不同，对于 KEIL51

产生的目标文件，表 1-1 给出了两种教材中常用的数据长度和范围。

表 1-1 常用数据类型的长度和范围

类型

长度（单位 bit）

范围

char

-128~+127 即-2

~（2

-1）

int

-32768~+32767 即-2

~（2

-1）

float

-3.4X10

-38

~3.4X10

2、标识符

C 语言规定：标识符是由英文字母（A～Z，a～z）、数字（0～9）、下划线（_）组成的

字串符，并且第一个字符必须是字母或下划线。在程序中使用的变量名、函数名、标号等统

称为标识符。

以下标识符是合法的：

x， a， x3y， pir1， sum_l，　a1，　_x_y

以下标识符是非法的：

3y 以数字开头；

x*y 出现非法字符（*）；

－3x 以非法字符减号开头（—）；

boy\1 出现非法字符（\）。

3、常量

C 语言中的常量是不接受程序修改的固定值，可分为数字常量、字符常量、字符串常量、

符号常量和转义字符等多种。

常量可以为任意数据类型，如下例所示：

char ‘a’、‘9’

int 21、-234

4、变量

在程序中可以改变的量称为变量。一个变量应该有一个名字（标识符），在内存中占据

一定的存储单元，在该存储单元中存放变量的值。请注意区分变量名和变量值这两个不同的

概念。所有 C 语言变量必须在使用之前定义。定义变量的一般形式是：

int i,j,k;

char ‘x’,’y’,’z’;

注意，C 语言中变量名与其类型无关。

5、基本运算符与表达式

C 语言提供了丰富的运算符，我们将在数据加工时，用来表示各种运算的符号成为运算

符。用运算符将运算对象连接起来形成的式子称为运算表达式，简称表达式。

（1）算术运算符与表达式

表 1-3 给出了 C 语言允许的算术运算符。在 C 语言中，运算符“+”、“-”、“*”和

“/”的用法与大多数计算机语言的相同，几乎可以用于 C 语言内定义的任何数据类型。

表 1-2 算术运算符

运算符

用处

加法/正值

减法/负值

乘法

除法

求余

加减乘除以及模运算符为双目运算符，即应有两个变量参与运算；正值和负值运算符为

单目运算符。

使用算术运算符应注意：

①双目运算符“/”两边运算对象的类型不同，则结果不同。例如：

1.0/2.0 其结果为 0.5

1/2 其结果为 0

10/3 其结果为 3

10.0 /2 其结果为 5.0

②使用求余运算符（模运算符）“%”，要求参与运算的变量均为整型。例如：

3.5%2 （×）

8%3 结果为 2

求余运算符常被用来判断一个数是否被另一个数整除。

（2）赋值运算符和赋值表达式

①赋值运算符为“=”，由它连接的式子称为赋值表达式。其形式为：

变量=表达式

赋值表达式的功能是计算赋值运算符右边表达式的值再赋予左边的变量，确切地说，是

把表达式的值放入以该变量为标识的存储单元中去。经过赋值之后，变量就具有一个指定的

值，赋值表达式虽然简单但却有广泛的用途。

在 C 语言中也可以组成赋值语句，按照 C 语言规定，任何表达式在其末尾加上分号就构

成为语句，因此，

x=8；a=b=c=5；都是赋值语句

②复合赋值运算符

在赋值运算符“=”之前加上其他双目运算符可构成复合赋值运算符，如＋=，－=，*=，

/= %=，复合赋值运算符的优先级与简单赋值运算符的优先级相同，且结合方向也一致。

n＋=1 等价于 n=n＋1

a/=b－1 等价于 a=a/(b－1 ) /*运算符“－”的优先级高于复合赋值运算符“/=”*/

x*=y＋z 等价于 x=x*(y＋z) /*运算符“+”的优先级高于复合赋值运算符“*=”*/

num%=p 等价于 num=num%p

（二）C 程序基本结构

1、结构特点

程序由一个或多个函数组成，有且仅有一个主函数 main()，程序执行从 main 开始，在

main 中结束，其它函数通过嵌套调用得以执行。

C 函数由函数名、形式参数和函体三部分组成，其格式：

函数名（[形式参数]）

{

函数体

}

2、程序语句

语句是组成 C 程序的基本单元，用“;”作为语句终止符，函数体可有一条或多条语句

组成。

例题 1.1 第一个程序，输出一条信息 Hello.

/* example1.1 The first C Program*/

#include <stdio.h>

main()

{

printf(“Hello.”);

}

（三）Turbo C 的使用

C 程序的开发工具很多，Turbo C 是其中的一种。安装 Turbo C 2.0 只需将下载的安

装包解压放在指定目录即可，运行时，找到解压后的文件夹，双击运行 TC.exe 即可运行，

界面如图 1-1 所示。

图 1-1 TC2.0 界面

TC 2.0 的主菜单在主屏幕最上面一行，菜单项依次为：File（文件操作），Edit（编

辑），Run（运行），Compile（编译）， Project（项目文件），Options（选项），Debug（调

试），Break/watch（中断/观察），用 Alt 加上菜单项单词红色提示的首字母，就可进入该项

的子菜单，除 Edit 外，其他各项都有子菜单。

部分功能热键：

表 1-3 Turbo C2.0 集成开发环境下的功能热键

热键

对应的菜单

功能

打开帮助文件

File|Save

把当前编辑的文件保存到磁盘上

File|Load

装入源文件

Run|Go to cursor

使程序从执行到光标所在行

Option|Environment|Zoom

Windows

放大或缩小当前的窗口

切换编辑窗口和信息窗口

Run|Trace into

单步执行程序，跟踪函数调用

Run|Step over

单步执行程序，不跟踪函数调用

Compile|Make EXE file

编译并连接

F10

激活主菜单

Alt+F5

Run|User screen

显示用户屏幕（运行结果）

Ctrl+F9

Run|Run

编译、连接并运行程序

Alt+X

File|Quit

退出 Turbo C 返回 DOS

Esc

返回上一级菜单

例题 1.2 输入圆的半径（整数），求圆的面积。

#include <stdio.h> /*头文件*/

#define PI 3.1415 /*定义常量，注意后面没有分号*/

main( )

{

int r； /*定义表示半径的变量*/

float s; /*定义表示圆面积的变量*/

scanf(＂%d＂，&r )； /*调用输入函数*/

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