机器人制作与程序设计前 言我们现在已经身处于信息发达的时代，当今世界的微电子软、硬件技术的发展一日千里。
各种各样的智慧家居电器如洗衣机、空调、微波炉、冰箱、数码相机等等层出不穷，已越来越多地为广大民众所普遍使用，让我们的生活倍感舒适和安逸。
顺应时代的潮流，青少年学生应更多地了解身边的科技发展，跟上时代的步伐。
本课程的开设是以电脑机器人为教学媒体，通过电脑机器人的制作活动，以兴趣带动学习，使学生掌握最新的微电脑控制技术及相关技能，适应当今社会对人才的需求。
电脑机器人是集机械设计、微电子技术、软件技术及人工智能技术于一体科学结晶。
青少年学生往往对其充满好奇和探究的欲望，正因如此，本课程可以通过一系列由浅入深的设计项目，让学生边做边学，在快乐中学习，在探究中去主动思考，从而学习到程序、电子、机械等软硬件的综合知识。
需要一提的是：尽管在完成本课程的学习后，学生可以参与各类的机器人竞赛，但本课程并非以参与竞赛为目的而开设的。
参与竞赛只是作为一种提高学习兴趣和检验学习效果的手段，本课程开设的真正意义是在于培养具备综合素质的理工科后备人才，让学生尽早了解身边的科学，明白学以致用的目的。
编者2010年07月第三版机器人制作与程序设计机器人制作与程序设计== 目录 ==前 言 (1)第一章 进入智能机器人世界 (1)1.1认识机器人 (1)1.1.1 机器人——Robot一词的来源 (1)1.1.2 什么是机器人? (1)1.1.3 机器人的基本的机能 (2)1.1.4 机器人构成的基本条件 (2)1.2机器人的种类 (4)1.3习题 (5)第二章 认识机器人的组成 (6)2.1机器人的硬件组成 (6)2.2机器人思维器官：机器人控制模块 (7)2.3动作器官 (9)2.4感觉器官 (10)2.5创造思想的工具——R OBO EXP (10)2.5.1 主窗体界面 (11)2.5.2 应用程序编辑界面 (11)2.5.3 机器人快车工具栏说明 (12)2.6R OBO EXP安装与升级 (13)2.6.1 系统要求 (13)2.6.2 《RoboEXP机器人快车》的安装 (13)2.6.3 《RoboEXP机器人快车》软件的卸载 (16)2.6.4 《RoboEXP机器人快车》软件的升级 (17)第三章 照明机器人 (18)3.1基础知识 (18)3.1.1 发光模块 (18)3.1.2 新建应用程序 (19)3.1.3 模块的操作 (20)3.1.4 线的操作 (22)3.1.5 硬件信息 (24)3.1.6 保存机器人程序 (26)3.1.7 编译操作 (26)3.1.8 下载操作 (28)3.2照明机器人制作 (29)机器人制作与程序设计3.2.1结构搭建 (29)3.2.2软件编程 (30)3.3常见问题 (32)3.4习题 (32)3.5选学部分 (32)第四章 进退自如的机器人 (34)4.1基础知识 (34)4.1.1 L形马达模块 (34)4.1.2 马达模块图标 (37)4.1.3 延时模块 (39)4.1.4 循环结构 (42)4.1.5 无限循环结构 (44)4.1.6 复制模块图标 (45)4.1.7 删除模块图标 (46)4.1.8 文字说明 (46)4.2进退自如的机器人制作 (47)4.2.1 任务分析 (47)4.2.2 结构搭建 (48)4.2.3 程序编写 (52)4.3常见问题 (56)4.4习题 (57)4.5选学部分 (57)第五章 综合设计I (59)5.1基础知识 (59)5.2机器人制作学习与实践 (59)5.2.1 制作机器人的基本流程 (59)5.2.2 舞蹈机器人制作实践 (61)5.3常见问题 (70)5.4习题 (70)第六章 会辨色的机器人 (71)6.1基础知识 (71)6.1.1 灰度测量模块 (71)6.1.2 内置液晶模块 (72)6.1.3 变量 (72)6.1.4 Calculate模块的应用 (77)6.2会辨色的机器人制作 (83)6.2.1结构搭建 (83)6.2.2 编程模块说明 (83)机器人制作与程序设计6.2.3程序编程 (86)6.3常见问题 (88)6.4习题 (89)6.5选学部分 (89)6.5.1 代码分析 (89)第七章 会避障的机器人 (91)7.1基础知识 (91)7.1.1 转轮触碰检测模块 (91)7.1.2 触碰检测模块图标 (93)7.1.3 内置发音模块 (96)7.1.4 分支结构 (96)7.1.5 IfElse模块的应用 (97)7.1.6 IfElse模块的判断条件 (98)7.2会避障的机器人制作 (99)7.2.1 结构搭建 (99)7.2.2 模块与端口的连接 (102)7.2.3编写程序 (102)7.3常见问题 (103)7.4习题 (103)7.5选学部分 (103)7.5.1 音符与频率的关系 (103)第八章 三次往返跑的机器人 (107)8.1基础知识 (107)8.1.1 有限循环结构 (107)8.1.2 循环条件 (108)8.1.3 continue的应用 (108)8.1.4 break的应用 (110)8.2三次往返跑的机器人制作 (112)8.2.1任务分析 (112)8.2.2 结构搭建 (112)8.2.3 程序编写 (113)8.3F OR循环 (117)8.3.1 For循环结构 (117)8.3.2 For循环应用 (118)8.4常见问题 (119)8.5习题 (119)8.6选学部分 (120)8.6.1 源代码分析 (120)机器人制作与程序设计8.6.2 For循环与While循环比较 (121)8.6.3 用continue实现往返跑 (121)8.6.4 用break实现往返跑 (122)第九章 综合设计II (124)9.1基础知识 (124)9.2走迷宫机器人制作 (124)9.2.1 任务简介 (124)9.2.2 任务分析 (125)9.2.3 算法与结构搭建 (127)9.2.4 程序编写 (132)9.3常见问题 (134)第十章 SENSOR MONITOR的使用 (135)10.1S ENSOR M ONITOR简介 (135)10.1.1 简介 (135)10.1.2 使用说明 (135)10.2数据采集应用 (139)10.2.1 传感器的安装 (139)10.2.2 Sensor Monitor的使用 (139)10.3使用RCU文件检验传感器 (142)10.4常见问题 (142)10.5习题 (142)10.6选学部分 (143)知识点分类目录 (144)第一章 进入智能机器人世界1第一章 进入智能机器人世界1.1 认识机器人1.1.1 机器人——Robot 一词的来源“Robot”一词源自捷克语“Robota”，其含义是“农奴”的意思。
1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克（Kapel Capek）发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》，它讲述了以下的科幻剧情：罗萨姆公司把机器人当人类劳动工具一样生产出来，这些机器人最初是没有感情的，它只会机械地按照主人的命令去代替人类劳动。
后来，由于偶然的原因使机器人有了感情和知觉，他们发现人类十分自私自利和不公正，于是向人类发动攻击，并因此消灭了人类。
但机器人不知道如何制造自己，为了繁衍后代，它们开始寻找人类的幸存者，但没有结果。
最后，一对感知能力优于其他机器人的男女机器人相爱了，终于机器人进化成人类，世界又起死回生。
1.1.2 什么是机器人?各国科学家对它的定义都有所不同，而且随着时代的变化，机器人的定义也在不断发生变化。
中国的科学家们把机器人定义为：“机器人是一种自动化的机器，而且其具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
”图1.1.1图1.1.2机器人制作与程序设计21.1.3 机器人的基本的机能机器人作为一种具备一定智能的自动化机器，有如下3个基本的机能：1) 对外界产生作用:相当于人的手和脚，可称之为动作器官。
2) 获取外界信息: 相当于人的眼、耳、舌头和皮肤，可称之为感应器官。
3) 规划作业: 相当于人的大脑，可称之为思维器官。
1.1.4 机器人构成的基本条件人类是地球上最高级、最聪明的动物，基本条件是因为人类在漫长的进化过程中不但拥有了复杂的、完美的身体结构，而且还拥有了发达的大脑。
那么机器人要发展成为优秀的、高级的机器人也应该具备相应的条件。
1、机械部件正如人类的身体需由骨架和肌肉牵引才能完成一定的动作一样，机器人的身体和动作表现也是由特定的机械结构组成的。
在制作机器人的时候，我们不仅可以使用课堂上提供的拼装套件，还可以选取身边随手可得的各种材料作为机器人的加工原料。
例如：木板、金属板、塑料板、还有像螺丝、螺帽那样的各种各样的五金紧固件。
只要我们在日常生活中留心观察身边的各种机械设备的动作，例如缝纫机、变速自行车、起重机、挖土机等等，相信一定能受到良好的启发，从而设计出能满足我们自己功能需求的机械结构。
图1.1.3 图1.1.4第一章 进入智能机器人世界32、感应和动作电子部件一个真正拥有智能的机器人通常都需要具备一定的感知能力，具有感知能力的电子器件我们通常又称之为传感器，顾名思义，这类器件具备了“传”递“感”应信息到机器人大脑的功能。
和人的感觉器官——眼、耳、舌、鼻、皮肤分别对光线、声音、味道、气味、触碰、气温起感应作用一样，构成机器人的电子传感器也是按功能分类的，例如光源传感器、声音传感器、气体（煤气、烟雾）传感器、压力传感器、温度传感器等等；它们的灵敏度和感应范围甚至超越了人的感知界限，例如电子指南针、红外线传感器等。
因此，在我们设计机器人的时候，应该根据设计的要求，选用合适的电子传感器件。
3、机器人的大脑机器人的大脑可称之为RCU(Robot Control Unit),RCU 就好象一台微型的家用电脑，它可以执行程序指令，并向具体动作器官发出相应的动作信息。
图1.1.6图1.1.5机器人制作与程序设计44、机器人的思维智能机器人尽管具备了以上的感应、动作和大脑器官，但它只具备了作为智能机器人的物质基础，RCU 初期是完全空白的，像初生的婴儿一样。
需要我们用学到的编程知识，按照我们的意图编写出特定的程序，灌输给它后才能变成真正具备智能的大脑。
机器人对知识的掌握是非常快速的，而当它跟人类一样能够对外界的复杂环境进行观察、思考，然后做出反应的时候，我们的机器人就拥有真正的智能了。
因此，必须学习编写机器人程序的方法，才能让我们的机器人不但拥有漂亮的躯壳，还能拥有真正的灵魂。