機器人輔助C程序設計

本書將教學機器人引入C程序設計課程，在整個課程學習過程中採用基於項目的學習方法，將C語言的各種表達式、語法、關鍵詞、邏輯結構和數據類型等教學內容融入到一系列循序漸進的教學機器人製作和競賽項目中，直接在項目應用和競賽過程中學習C語言，實現了“做中學、學中賽、賽中會”的做學賽一體化學習，提升了C語言的學習效率和效果，最後通過歸納總結，獲得整個C語言程序設計的系統知識和技能。本書的編寫徹底突破了傳統教學方法的局限，解決了C程序設計課程抽象、枯燥、難學和學習效果差的老大難問題。

秦志強，1998年~2000年上海交通大學博士后2000年~2004年固高科技（深圳）有限公司副總經理2005年~2007年深圳市鷗鵬科技有限公司顧問2008年~ 深圳市鷗鵬科技有限公司董事長，深圳職業技術學院客座教授。

第一部分 基本技能學習和實踐

第1講 一種新的C語言學習方式 3

機器人與C語言學習平台 5

任務1 獲得軟體 6

任務2 安裝軟體 7

任務3 硬體連接 7

任務4 第一個程序 8

任務5 做完實驗關斷電源 16

工程素質和技能歸納 16

科學精神的培養 17

第2講 最簡單的C程序設計——機器人做算術 18

任務1 整型數據的運算和結果顯示 18

任務2 浮點型數據的運算 22

任務3 字元型數據 24

工程素質和技能歸納 26

科學精神的培養 26

第3講 循環程序設計——讓機器人動起來 27

C51單片機的輸入/輸出介面 27

任務1 單燈閃爍控制 28

任務2 機器人伺服電動機控制信號 34

任務3 計數並控制循環次數 37

任務4 用計算機來控制機器人的運動 41

工程素質和技能歸納 44

科學精神的培養 44

第4講 函數與機器人運動控制 45

任務1 基本巡航動作 45

任務2 勻加速/減速運動 50

任務3 用函數調用簡化運動程序 53

任務4 用數組進一步簡化函數調用 58

工程素質和技能歸納 60

科學精神的培養 60

第5講 選擇結構程序設計——機器人的觸覺導航 61

任務1 安裝並測試機器人鬍鬚 62

任務2 通過鬍鬚導航 67

任務3 機器人進入死區后的人工智慧決策 72

任務4 機器人行進過程中的碰撞保護程序 77

工程素質和技能歸納 78

科學精神的培養 79

第6講 選擇結構程序設計——機器人紅外導航 80

任務1 搭建並測試IR發射和探測器對 81

任務2 探測和避開障礙物 85

任務3 高性能的IR導航 90

任務4 俯視的探測器 93

工程素質和技能歸納 98

科學精神的培養 99

第7講 多分支結構程序設計——機器人循線競賽 100

任務1 QTI感測器及其通信介面 101

任務2 安裝QTI感測器到機器人前端 102

任務3 編寫QTI感測器的測試程序 103

任務4 設計演演算法實現機器人無接觸感測器游中國 106

任務5 修改演演算法實現機器人游中國 112

任務6 用數組實現機器人游中國比賽 116

任務7 改進運動執行程序提升執行的可靠性 122

工程素質和技能歸納 128

科學精神的培養 129

第二部分 綜合實踐案例

第8講 教育機器人智能搬運比賽 133

任務1 給機器人安裝循線感測器和搬運手爪 134

任務2 根據比賽任務設計演演算法 136

任務3 定義運動數據結構體存儲運動數據 137

任務4 將運動函數存成另外的文件包含進來 140

任務5 循線運動函數的設計與實現 145

任務6 根據演演算法完成搬運子函數和主程序的編寫 150

工程素質和技能歸納 151

科學精神的培養 151

第9講 機器人滅火比賽 153

任務1 確定完成比賽所需的感測器和滅火裝置 155

任務2 確定超聲波感測器連接埠，編寫測距函數 157

任務3 安裝火焰感測器和滅火風扇，編寫尋找火源和滅火程序 159

任務4 根據超聲波測距信息編寫導航程序 160

任務5 完成滅火主程序的編寫 170

工程素質和技能歸納 171

科學精神的培養 171

第10講 擂台機器人程序設計 172

任務1 紅外線擂台機器人的軟體設計 174

任務2 優化紅外線擂台機器人軟體 179

任務3 超聲波擂台機器人的軟體設計 182

任務4 遙控擂台機器人的軟體設計 183

工程素質和技能歸納 192

科學精神的培養 193

附錄A C語言概要歸納 194

附錄B C語言中的關鍵字索引 206

附錄C 無焊錫麵包板 207

附錄D 中國教育機器人大賽簡介 210

附錄E 完成本書項目學習所需配件清單 212