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大学版智能机器人C语言课程学习
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2010-06-06
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计算机帮助人类处理数据和文件的能力并不是天生的,而是人类赋予他们的,人类要想指挥计算机就要和计算机交流,交流的工具就是计算机程序。计算机程序(program)是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。是用汇编语言、高级语言等开发编制出来的可以运行的文件,在计算机中称可执行文件(后缀名一般为.exe)。如果没有程序,计算机什么也不会做。在本书中我们重点强调机器人程序,实际上,这只是对于用于控制机器人的计算机程序的一个特称,它是属于计算机程序的。
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c 语言程序设计
第一章:C 语言程序与算法
1.1 程序与算法的概念:
计算机帮助人类处理数据和文件的能力并不是天生的,而是人类赋予他们的,人类要想
指挥计算机就要和计算机交流,交流的工具就是计算机程序。计算机程序(program)是为
实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。是用汇编语言、高级
语言等开发编制出来的可以运行的文件,在计算机中称可执行文件(后缀名一般为.exe)。
如果没有程序,计算机什么也不会做。在本书中我们重点强调机器人程序,实际上,这只是
对于用于控制机器人的计算机程序的一个特称,它是属于计算机程序的。
算法,广义的说,它是为解决一个问题而采取的方法和步骤。例如,我要把篮球投进篮
框里,首先我要拿起篮球,然后按照一定角度和力度把球投出去;喷气式飞机要飞上天,首
先要在跑道上加速,当速度足够高时,才能够飞起来;三三刷牙法,也可以称为一种算法,
因为它指定了刷牙的步骤和方法。对于同一个问题,可以有不同的解决方法和步骤,也就产
生了不同的算法。比如说投篮,我可以用一只手,可以用两只手,我可以先跳起来再投,也
可以不跳。
对于计算机程序应包含的内容,著名计算机科学家沃思(Nikiklaus Wirth)提出过一
个公式 : 据结构 + 算法 = 程序
1.2 C 语言简介
1.2.1 语言的发展历史
C 语言的发展颇为有趣。它的原型 ALGOL 60 语言。
1963 年,剑桥大学将 ALGOL 60 语言发展成为 CPL(Combined Programming Language)
语言。
1967 年,剑桥大学的 Matin Richards 对 CPL 语言进行了简化,于是产生了 BCPL 语
言。
1970 年,美国贝尔实验室的 Ken Thompson 将 BCPL 进行了修改,并为它起了一个
有趣的名字“B 语言”。意思是将 CPL 语言煮干,提炼出它的精华。并且他用 B 语言写
了第一个 UNIX 操作系统。
1973 年,B 语言也给人“煮”了一下,美国贝尔实验室的 D.M.RITCHIE 在 B
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语言的基础上最终设计出了一种新的语言,他取了 BCPL 的第二个字母作为这种语言的
名字,这就是 C 语言。
1.2.2 C 语言的特点
1. 简洁紧凑、灵活方便
C 语言一共只有 32 个关键字,9 种控制语句,程序书写自由,主要用小写字母表示。
它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。 C 语言可以像汇编语言
一样对位、字节和地址进行操作, 这三种是计算机世界里最基本的数据操作。
2. 运算符丰富
C 的运算符包含的范围很广泛,共有 34 个运算符。C 语言把括号、赋值、强制类型
转换等都作为运算符处理,从而使 C 的运算类型极其丰富表达式类型多样化,灵活使用
各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。
3. 数据结构丰富
C 的数据类型有:整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用
体类型等,能用来实现各种复杂的数据类型的运算。并引入了指针概念,使程序效率更高,
另外 C 语言具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功
能强大。
4. C 是结构式语言
结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了必要的信息交
流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰,便于使用、维护以及调试。
1.3 C 语言与机器人
C语言是目前应用比较广泛的语言之一,虽然只是一种计算机语言,但是在教学过程中,
要想让学生能够熟练的掌握他,老师们就应该像进行其他类型的语言教学一样,让学生有尽
可能多的机会使用这种语言,让他们在使用中对C语言的语法结构和其他的各种使用方式有
一个直观的了解。
目前在C语言的教学过程中,学校的老师多使用PC机作为C语言的练习平台,但是这种
方式并不能给学生以直观的印象,目前逐渐兴起的以智能机器人为教学平台的学习方式有力
的弥补了这一方面的不足
正如比尔.盖茨所语言的一样,机器人即将重复个人电脑崛起的道路。点燃机器人普及
的“导火索”,这场革命必将与个人电脑一样,彻底改变这个时代的生活方式。
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随着科学的进步,机器人已经出现在了我们的日常生活当中,并且正在慢慢的普及。
在医院,出现了可以帮助医生和护士端水送药的机器人,在家庭里,出现了可以打扫卫
生的机器人,另外还有负责在危险的情况下进行搜救工作的机器人等等,机器人正发挥
着越来越重要的作用。
要使机器人为人类服务,我们首先必须教会机器人如何去做一件事。例如我们想让
机器人帮我们把放在屋里的一个箱子搬到屋外,这对于人类来说是一件很容易办到的事,
可是机器人却不知道如何来做这样一件事,我们必须告诉它,移动到屋里存放箱子的地
方,将箱子抱起来,移动到屋外,最后将箱子放下。 在这个过程中,我们将“把放在屋里
的一个箱子搬到屋外”这个任务分解成若干个相对简单的步骤,只要机器人按照这些步骤来
执行,就可以完成这个任务。这些相对简单的步骤实际上就是让机器人完成这任务的“程序”,
只要机器人按照我们教给他们的程序一步一步的执行,最终就可以完成指定的任务。程序的
例子在日常生活中随处可见,例如在做菜的时候,先放油,再放盐,这就是一个简单的做菜
的程序。在盖房子的时候,要先打地基,然后盖第一层,接着是第二层„,最后是装修等,
这就是盖房子的程序。 我们怎样才能告诉机器人,让它按照我们为它安排的程序来做一件
事呢?在日常生活中,我们可以通过语言来交流,例如军官向士兵发号施令:“立正”,当士
兵听到这个命令后,就会以立正的姿势站立。前面所说的程序是用我们平时使用的语言来表
达的,机器人听不懂我们日常生活中所使用的语言,我们必须使用可以被机器人所理解的语
言来告诉机器人我们想让它做什么,也就是用一种可以被机器人所理解的语言来表达某个
程序,这样机器人就可以按照这个程序来完成一项任务。 程序设计语言就是这样一门可以
被机器人理解的语言。我们可以用程序设计语言来表达一个程序,然后将这个程序交给机器
人,机器人就可以按照这个程序来执行,最终完成某项任务。用程序设计语言来表达一段程
序,也就是用程序设计语言来写一段程序的这个过程,我们叫做是编程,或者是程序设计,
这样写出来的程序通常也叫做代码。机器人编程就是为机器人设计程序,只要机器人按照这
个程序来执行,就可以完成某项
第二章 MTU 大学版智能机器人简介
2.1 硬件平台
MT-UROBOT 是大学版机器人,它是专门为大学进行课程教学、工程训练、科技创新
以及研究服务的新型移动智能机器人。
MT-UROBOT 有一个功能很强的“大脑”和一组灵敏的“感觉”器官,它不仅可以随着外
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部环境敏捷的作出反应,而且还可以与你进行交流;它有听觉、视觉、和触觉,它还会象“人”
一样使用动作和声音来表达与它周围世界互动时的感觉:
突出的扩展性能、高速的处理系统、以及由浅入深的流程图、C 语言、汇编语言编程环境是
我们大学版智能机器人的重要特色,在下面以及后面的章节中,我将带领大家了解他、感知
他,重要的是,在这过程中,我们体验是机器人世界的神奇功能,以及在此基础上,发掘我
5 们自身对于知识、能力、未来发展的直接体验和构想。
2.1.1 整体结构
MT-UROBOT 结构简图:
图 2-1 MT-UROBOT 结构简图
2.1.2 ROBOT 的控制按键部分
图 2-2 控制按键部分
开关按钮
控制 MT-UROBOT 电源开关的按钮,按此按钮可以打开或关闭机器人电源。
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“电源”指示灯
按下 MT-UROBOT 的开关后,这个灯会发绿光,这时可以与机器人进行交流了!
“充电”指示灯
当你给机器人充电时,“充电”指示灯发红光。
“充电口”
将充电器的相应端插入此口,再将另一端插到电源上即可对机器人充电。具体使用方法见
“1.4 MT-UROBOT 的充电”。
“下载口”
“充电口”旁边的“下载口”用于下载程序到机器人主板上,使用时只需将串口连接线的相
应端插入下载口,另一端与计算机连接好,这样机器人与计算机就连接起来了。
“复位/MTOS”按钮
这是个复合按钮,用于下载操作系统和复位。当串口通信线接插在下载口上时,按击此按钮,
机器人系统默认为此操作为下载操作系统;如果你想使用其复位功能则需要将通信线拔下,
按击此按钮,机器人系统认为此操作为系统复位。
“运行”键
打开电源后,按击“运行”键,机器人就可以运行内部已存储的程序,按照你的“指令”
行动。
“通信”指示灯
“通信”指示灯位于机器人主板的前方,在给 MT-UROBOT 下载程序时,这个黄灯会闪烁,
这样就表明下载正常,程序正在进入机器人的“大脑”即 CPU。
2.1.3 执行部分
MT-UROBOT 机器人的执行部分是指机器人执行具体功能时所要用到的部件,如图
2-3MT-UROBOT 执行部分所示,MT-UROBOT 机器人的执行部分共有以下五种:
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资源评论
- backcrow2015-07-18坑爹啊,这就是10分的资源, 太忽悠人了
zwxf123
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