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. 第一課 初識(shí)機(jī)器人 第1課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解什么是機(jī)器人 2 知道各種各樣機(jī)器人在生活中的作用 3 提高學(xué)習(xí)機(jī)器人的興趣 教學(xué)過程 一、什么是?“機(jī)器人” 1. 機(jī)器人一詞的由來 機(jī)器人一詞最早誕生于科幻小說之中，1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》。在劇本中有這樣的情節(jié)：?“未來的某時(shí)，某島嶼上的羅薩姆公司大量地制造出了外貌像人的‘人造人’——Robota。從秘書到勞役，它們都能與人共事，為人服務(wù)?！痹谶@里，?“人造人”第一次有了自己的名字：?“Robota”。援引這個(gè)捷克語的讀音，英、法、意文均寫作：?“Robot”，我國將它意譯為?“機(jī)器人”。 2. 什么是機(jī)器人” 人們總是認(rèn)為，或總是希望，機(jī)器人要有與人類相似的外貌。但從機(jī)器人的產(chǎn)生和功能來看，無論它們的樣子如何，它們都是為了工作需要誕生的，都是忠實(shí)、勤奮的勞動(dòng)者。 因此，并不是各種各樣的機(jī)械都是機(jī)器人。真正意義的機(jī)器人應(yīng)該是一個(gè)具有一定智能的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它是人制造的一種高級(jí)工具，是按照人類的某種方式進(jìn)行工作的一種機(jī)器，因此我們又稱它為?“智能機(jī)器人”。 自機(jī)器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機(jī)器人。但隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時(shí)代的到來，機(jī)器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富，機(jī)器人的定義也不斷充實(shí)和創(chuàng)新。 我國科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：?“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。 機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動(dòng)和交互技術(shù)的結(jié)合。 第2課時(shí) 二、機(jī)器人家族 1．古代機(jī)器人 　　機(jī)器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的問世都是近幾十年的事。然而人們對(duì)機(jī)器人的幻想與追求卻已有3000多年的歷史。人類希望制造一種像人一樣的機(jī)器，以便代替人類完成各種工作。 西周時(shí)期，我國的能工巧匠偃師就研制出了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機(jī)器人。 春秋后期，我國著名的木匠魯班，在機(jī)械方面也是一位發(fā)明家，據(jù)《墨經(jīng)》記載，他曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”，體現(xiàn)了我國勞動(dòng)人民的聰明智慧。 后漢三國時(shí)期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”，并用其運(yùn)送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭。 2．現(xiàn)代機(jī)器人 （1）機(jī)器人探秘埃及金字塔 考考 考古學(xué)者為實(shí)施金字塔探險(xiǎn)項(xiàng)目，特別研制了一臺(tái)微型鐵臂機(jī)器人，并正式命名為：金字塔漫游者。 　　 “金字塔漫游者”的前身是“９·１１”事件后在紐約世貿(mào)廢墟搜尋幸存者過程中大顯神通的“蛇形機(jī)器人”。經(jīng)過改良后，“金字塔漫游者”體態(tài)更為輕盈，行動(dòng)和操作非常靈活。它的總重量只有２．７千克，長寬大約各為１２厘米，高度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，最高高度在３０厘米左右。每分鐘行走９１４厘米。 （2）世界上最先進(jìn)的智能機(jī)器人 北京王府井東方廣場(chǎng)的索尼探夢(mèng)館，一個(gè)全身銀色、有著漂亮大眼睛的智能機(jī)器人出現(xiàn)在觀眾面前。它操著不太流利的漢語扭著身子向觀眾問好，引起了一陣照相機(jī)閃光燈的騷動(dòng)。 這個(gè)名叫SDR-4X的機(jī)器人是索尼公司開發(fā)的目前世界上最先進(jìn)的智能機(jī)器人之一。它屬于高智能的娛樂機(jī)器人，裝置著各種感應(yīng)系統(tǒng)，感情豐富，能跟人類進(jìn)行各種交流，同時(shí)可以通過記憶和學(xué)習(xí)不斷成長。 它能夠完成各種高難度動(dòng)作，真可謂是能歌善舞。它的主要功能是用來與人類做伴，而目前則主要被用于科研。 第3課時(shí) 3．我國的機(jī)器人 ⑴ 我國的仿人形機(jī)器人研究 仿人型機(jī)器人是多門基礎(chǔ)學(xué)科、多項(xiàng)高技術(shù)的集成，代表了機(jī)器人的尖端技術(shù)。因此，仿人形機(jī)器人是當(dāng)代科技的研究熱點(diǎn)之一。仿人型機(jī)器人不僅是一個(gè)國家高科技綜合水平的重要標(biāo)志，也在人類生產(chǎn)、生活中有著廣泛的用途。 我國第一臺(tái)仿人型機(jī)器人——“先行者”，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人技術(shù)的重大突破?！跋刃姓摺庇腥艘粯拥纳碥|、頭顱、眼睛、雙臂和雙足，有一定的語言功能，可以動(dòng)態(tài)步行。 ?、?國產(chǎn)機(jī)器人的應(yīng)用 我國工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國的工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，先后研制出了多種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。 思考與練習(xí)： 1 說說你對(duì)機(jī)器人的理解。 2 機(jī)器人你還知道什么？給同學(xué)們講一講。 第二課 聽話的機(jī)器人 第4課時(shí) 1 認(rèn)識(shí)通用機(jī)器人 2 了解通用機(jī)器人的組成和各功能模塊 3 學(xué)會(huì)通用機(jī)器人的組裝 學(xué)習(xí)目標(biāo) 教學(xué)過程 一、認(rèn)識(shí)機(jī)器人 1. 教學(xué)機(jī)器人 通用ROBOT-6型教學(xué)用機(jī)器人(以后稱簡稱通用機(jī)器人)是針對(duì)計(jì)算機(jī)語言教學(xué)設(shè)計(jì)開發(fā)的，多語言教學(xué)平臺(tái)，如圖2-1所示。 目前通用機(jī)器人有《通用BASIC語言》、《通用LOGO語言》、《通用匯編語言》三種編程語言，可以滿足小學(xué)、中學(xué)不同階段學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人編程的需要。 通用機(jī)器人有很強(qiáng)的移動(dòng)能力，有16個(gè)輸入輸出端口，可外接多種傳感模塊。通用機(jī)器人具有行走、躲避障礙物、奏樂、滅火、走規(guī)定圖形等功能。還可以根據(jù)你的要求，增加新的模塊，可進(jìn)行機(jī)器人足球、機(jī)器人走迷宮、機(jī)器人表演等比賽活動(dòng)。 通用機(jī)器人具有開放性和擴(kuò)展功能，你可以親自動(dòng)手進(jìn)行機(jī)器人的裝配、試驗(yàn)和編程，還可以參加各種機(jī)器人比賽。 智能機(jī)器人的教學(xué)活動(dòng)，是培養(yǎng)同學(xué)們動(dòng)手能力、創(chuàng)造力、綜合能力、協(xié)作能力和進(jìn)取精神等方面能力的最佳教育平臺(tái)。 2. 各種各樣的機(jī)器人 我們身邊的一些玩具，比如說會(huì)叫的電子狗、會(huì)跑的玩具小汽車等等，它們都不能稱為機(jī)器人，它們的程序已經(jīng)被固化到它的內(nèi)部，不能改變，因此它們只能算作電子玩具。 通用機(jī)器人的主板可以安裝在這些玩具以及履帶，雙輪或四輪驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模型上，你也可以將家中閑置的遙控車改裝，作為機(jī)器人的傳動(dòng)部件，創(chuàng)作屬于你個(gè)人的機(jī)器人。 第5課時(shí) 二、機(jī)器人的組成 要了解機(jī)器人的組成，先要打開機(jī)器人外殼。正確拆卸機(jī)器人外殼的方法（如圖2-2所示），先用左手拿好機(jī)器人，右手壓住機(jī)器人外殼，向機(jī)器人的正后方用力拉（用力不能過猛），同時(shí)向上抬起，這樣機(jī)器人外殼就可以拆下來了。 安裝機(jī)器人外殼的方法，先將機(jī)器人外殼柱狀的口，插入機(jī)器人后部的圓柱中，右手壓住機(jī)器人外殼，向機(jī)器人的正后方用力拉，將外殼前部的小舌頭，插入機(jī)器人前部的小槽中，機(jī)器人外殼就安裝好了。 1．主板 通用機(jī)器人的主板是機(jī)器人的主要部件，與計(jì)算機(jī)的主板類似。我們通過計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令傳送給CPU，驅(qū)動(dòng)輸入輸出端口，完成不同的功能，如車輛運(yùn)動(dòng)、發(fā)音、躲避障礙物、滅火等等。 2.傳動(dòng)部件 通用機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部分可以采用履帶、雙輪或四輪驅(qū)動(dòng)，如圖2-4所示。 你也可以將家中閑置的遙控車改裝，作為機(jī)器人的傳動(dòng)部件，創(chuàng)作屬于你個(gè)人的機(jī)器人。 3. 動(dòng)力能源 智能機(jī)器人的動(dòng)力是什么？在它運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量又來自哪里呢？ 大家將機(jī)器人翻過身，就能夠看到它的底盤中間有一個(gè)小盒子，這就是電池盒，為了節(jié)省資源通用機(jī)器人采用的是可充電電池，機(jī)器人所需要的一切電能均是由它提供的，在它里面有4節(jié)可充電電池。智能機(jī)器人的能量就來自于這個(gè)電池盒。 注意：充電電池是鎳隔電池，需盡量放完電后再充電，否則影響電池壽命。第1次充電時(shí)間為8小時(shí)；以后充電時(shí)間4小時(shí)就可充滿。 第6課時(shí) 三、機(jī)器人的功能模塊 通用機(jī)器人的功能模塊主要有：“運(yùn)動(dòng)控制模塊”、“自動(dòng)避障模塊”、 “發(fā)音模塊”，“光電控制模塊”，“滅火模塊”、“足球模塊”、“聲控模塊”、“穩(wěn)壓模塊”等等。 1. 運(yùn)動(dòng)控制模塊 可以通過程序直接向機(jī)器人發(fā)出“運(yùn)動(dòng)命令”既前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，停止幾個(gè)簡單的命令。本模塊直接嵌入主板上，即主板的初始功能。 2.自動(dòng)避障模塊 當(dāng)避障開始時(shí)，機(jī)器人可通過紅外發(fā)射與接收器來判斷前方、左面、右面是否有障礙物。 你可以通過編寫程序，對(duì)障礙物的不同位置來做出不同反映。譬如在機(jī)器人左前方有一障礙物。當(dāng)障礙物達(dá)到機(jī)器人的“判斷范圍”時(shí)。機(jī)器人便自動(dòng)做出反映，向右轉(zhuǎn)并避開障礙物，從而可以實(shí)現(xiàn)走迷宮。在實(shí)際中，我們可以適當(dāng)?shù)母淖儽苷夏K的安裝位置，調(diào)整一定的角度，來實(shí)現(xiàn)更好的走迷宮。 4.聲音模塊： 已經(jīng)固化在主板上。 5．滅火模塊 滅火模塊是模擬日常生活中機(jī)器人進(jìn)行救火而研制開發(fā)的，它通過光電三極管接收火源信號(hào)，通過程序來驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行滅火，此模塊對(duì)鍛煉邏輯思維能力有很大幫助。（下圖是滅火模塊，在模塊中帶有避障模塊） 6．“足球模塊” 足球模塊的主要功能是利用足球模塊進(jìn)行機(jī)器人足球比賽，也可以利用它來進(jìn)行迷宮比賽和一些機(jī)器人的創(chuàng)意賽等等。 7．“聲控模塊” 聲控模塊的主要功能是利用聲音來控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，例如機(jī)器人跳舞就可以利用聲控模塊來實(shí)現(xiàn)。 8．“穩(wěn)壓模塊 穩(wěn)壓模塊控制電路的線流，使模塊的性能不會(huì)因?yàn)殡娏康母淖兌淖?，比如說避障模塊，在沒有穩(wěn)壓模塊的情況下，避障距離會(huì)因?yàn)殡娏康臏p少而逐步變小，加上穩(wěn)壓模塊后，無論電量為多少，避障距離始終保持不變 思考與練習(xí)： 1. 熟悉機(jī)器人的組成。 2. 了解機(jī)器人的功能模塊。 3. 學(xué)會(huì)正確拆裝機(jī)器人外殼。 第三課 會(huì)畫圖的機(jī)器人 第7課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 學(xué)會(huì)啟動(dòng)通用機(jī)器人多語言操作系統(tǒng) 2 掌握通用機(jī)器人BASIC語言編譯器的基本操作 教學(xué)過程 一、通用機(jī)器人的運(yùn)行環(huán)境 1. 通用機(jī)器人多語言操作系統(tǒng)，提供通用LOGO語言、通用BASIC語言、通用匯編語言，多種語言的編程。 2. 通用機(jī)器人使用的PIC16F873型單片機(jī)是PIC中級(jí)單片機(jī)中很有特色的一款。，PIC16F873型單片機(jī)具有16位雙向可獨(dú)立編程(I/O)口，支持多種I/O操作。 3. 工作速度：在20MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘下，每秒可執(zhí)行8000 條以上的BASIC語句。 4. BASIC源程序存放在外接的24C16B串行EEPROM。 EEPROM 的容量為4K字節(jié)。當(dāng)與PC機(jī)連接時(shí)，可以在線下載、修改和調(diào)源程序。 二、啟動(dòng)通用機(jī)器人多語言操作系統(tǒng) 通用機(jī)器人的多語言操作系統(tǒng)，是基于視窗的機(jī)器人的專用開發(fā)系統(tǒng)。它是由編譯環(huán)境和操作系統(tǒng)兩部分組成的。 通用機(jī)器人的多語言操作系統(tǒng)，目前已開發(fā)的計(jì)算機(jī)編程語言有通用LOGO語言、通用BASIC語言、通用匯編語言。我們使用各種語言都可以和機(jī)器人進(jìn)行交流，通過操作系統(tǒng)可以編制程序，并下載到機(jī)器人后，機(jī)器人可以自主的、智能化的完成人們交給的工作。 第8課時(shí) 通用機(jī)器人的多語言操作系統(tǒng)，可以在windowd95/98/2000/xp各種操作系統(tǒng)上穩(wěn)定運(yùn)行，啟動(dòng)通用機(jī)器人多語言操作系統(tǒng)的操作如下： 1． 將通用機(jī)器人配套安裝盤放入光驅(qū)，Windows會(huì)自動(dòng)安裝操作系統(tǒng)軟件在C盤的“tyrobot”的目錄下，同時(shí)在桌面上設(shè)置快捷方式的圖標(biāo)，也可直接運(yùn)行setup.exe，選擇好安裝路徑，等待安裝完畢，在桌面上設(shè)置快捷方式的圖標(biāo)。 2． 要啟動(dòng)通用機(jī)器人多語言操作系統(tǒng)，請(qǐng)單擊桌面的“tyrobot”的快捷方式圖標(biāo)，屏幕出現(xiàn)通用機(jī)器人的多語言操作系統(tǒng)，如圖3-1 所示： 3． 單擊菜單欄的“設(shè)置”→“語言選擇”，出現(xiàn)語言選擇框，可選擇你要使用的語言，例如選擇BASIC語言，圖3-2所示。 4．單擊語言選擇框的 按鈕，就進(jìn)入了通用機(jī)器人BASIC語言編譯器。 第9課時(shí) 二、BASIC語言編譯器窗口 1． 打開文件 ⑴ 單擊菜單欄的“文件”→“打開”，出現(xiàn)打開對(duì)話框，選擇你要使用的程序文件，例如：m-tysg.bas（音樂程序），如圖3-3所示。 ⑵ 單擊打開對(duì)話框的 按鈕，屏幕上出現(xiàn)了同一首歌的音樂程序。 2．連接機(jī)器人 ⑴ 將機(jī)器人通訊電纜接好（一端接計(jì)算機(jī)的串口，另一端接機(jī)器人的5線數(shù)據(jù)插座），打開機(jī)器人電源開關(guān)。單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，如圖3-5所示。 ⑵ ，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳（如圖3-5所示），屏幕對(duì)話框中出現(xiàn)流動(dòng)的下載線，同時(shí)可以看到下傳的過程中，通訊電纜中部小盒中的綠色指示燈點(diǎn)亮。 ⑶ 下傳成功后，屏幕上出現(xiàn)“程序下傳正確”的提示（如圖3-6所示）， 單擊 按鈕，完成程序下傳。 ⑶ 完成下傳后，按下 按鈕，可以聽到機(jī)器人演奏“同一首歌”，斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，重新打開機(jī)器人開關(guān)，也可以聽到機(jī)器人的演奏。 3．容易出現(xiàn)的問題： 下傳的不成功，屏幕會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示（如圖3-7所示），可檢查通訊電纜后，再次單擊 按鈕，下傳就會(huì)成功。 三、保存和退出 1． 保存程序文件 ⑴ 單擊菜單欄的“文件”→“另存為”命令，出現(xiàn)另存為對(duì)話框，選擇要存入程序文件的文件夾，鍵入你要保存的程序文件名，例如：music，圖3-8所示，音樂程序就以music文件名存入磁盤，如圖3-8所示。 退出BASIC語言編譯器窗口 單擊菜單欄的“文件”→“退出”命令，就可以退出BASIC語言編譯器窗口，如圖3-9所示。 思考與練習(xí)： 1 學(xué)會(huì)啟動(dòng)通用機(jī)器人多語言操作系統(tǒng)， 2 連接好通用機(jī)器人，打開一個(gè)已編輯好的程序文件，下傳并運(yùn)行這個(gè)程序。 第四課 機(jī)器人學(xué)會(huì)判斷 第10課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解什么是編程序 2 學(xué)習(xí)編程的基礎(chǔ)知識(shí) 3 學(xué)會(huì)編寫簡單的程序 教學(xué)過程 一、機(jī)器人走圖形 1．什么是編程序 所謂編程序，就是你對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)號(hào)施令。用一個(gè)或者多個(gè)命令使計(jì)算機(jī)做你想要做的事。 2．機(jī)器人走圖形 通用機(jī)器人的控制面板一共有16個(gè)I/O（輸入輸出）口，打開不同的I/O口，通用機(jī)器人會(huì)有不同的反應(yīng)，本模塊直接嵌入主板上，即主板的初始功能。 我們可以通過編程序，直接向通用機(jī)器人發(fā)出“運(yùn)動(dòng)命令”，如前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，停止命令，就可實(shí)現(xiàn)讓機(jī)器人走各種圖形的表演。 二、編程基礎(chǔ) 1．常量 常量：在程序運(yùn)行中，其值不變的數(shù)據(jù)。 ⑴ 數(shù)值常量：與數(shù)學(xué)中的“常數(shù)”概念相同。 ⑵ 字符串常量：用雙引號(hào)“ ”括起來的字符（字母、數(shù)字、符號(hào)）。 通用BASIC的常數(shù)可以是數(shù)值或字符(串)。數(shù)值可以用三種進(jìn)位制表示：十進(jìn)制、十六進(jìn)制和二進(jìn)制。 表示十進(jìn)制數(shù)值的數(shù)字不加任何符號(hào)，按常規(guī)書寫即可;十六進(jìn)制要在最高位數(shù)字前加美元符號(hào)＄;二進(jìn)制則加百分號(hào)％。字符(串)用雙引號(hào)括起來。 例如： 100 十進(jìn)制100 ＄64 十六進(jìn)制64，相當(dāng)于十進(jìn)制100 ％01100100 二進(jìn)制01100100，相當(dāng)于十進(jìn)制100 “A" 字符A，相當(dāng)于A的ASCII碼65 ＄AA 十六進(jìn)制數(shù)AA，相當(dāng)于十進(jìn)制170 第11課時(shí) 2．變量 變量：用字符（變量名）表示的，可以取不同值的量。 ⑴ 變量名為字母開頭的任意長度的字母與數(shù)字的組合，但不能使用作為命令的關(guān)鍵字（關(guān)鍵字見附表）。 ⑵ 一個(gè)程序中，最多可用的變量數(shù)為128個(gè)字節(jié)，如使用雙字節(jié)變量，則占兩個(gè)空間。 ⑶ W0、W1為預(yù)定義的字變量(字變量允許值為0~65535)，如使用其他名做字變量，須用Symbol語名定義。 3．專用變量 ⑴ 專用變量1 DIRB0、DIRB1專用變量 【格式】DIRB0=<變量值> 或 DIRB1=<變量值> 【功能】對(duì)CPU的I/O口的方向控制的緩沖 【說明】 l 對(duì)其中的某位寫入1，對(duì)應(yīng)的引腳就被設(shè)定為輸入，反之為輸出。 l 在執(zhí)行后續(xù)的每一語句之前，這個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)被送入P0～P15的方向控制寄存器。 【應(yīng)用】 l DIRB0=％11100000 ；從右向左，將I/O口的0、1、2、3、4 五個(gè)引腳設(shè)為輸出， 5、6、7三個(gè)引腳為設(shè)為輸入。 l DIRB1=％00001111 ；從右向左，將I/O口的8、9、10、11四個(gè)引腳設(shè)為輸出， 12、13、14、15四個(gè)引腳設(shè)為輸入。 l DIRB0控制I/O口的0~7引腳，DIRB1控制I/O口的8~15引腳。 ⑵ 專用變量2 PINB0、PINB1專用變量 【格式】PINB0=<變量> 或 PINB1=<變量> 【功能】不同的變量打開不同的輸出口 【說明】 l 變量值可以是二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制的具體數(shù)值，其具體數(shù)值是按照打開不同的管腳而確定的。 l 在執(zhí)行后續(xù)的每個(gè)語句之前，將該字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入P0～P15。 【應(yīng)用】 l PINB0=％00010101 ；從右向左，將I/O口的0、2、4 三個(gè)引腳設(shè)為打開， 1，3，5、6、7五個(gè)引腳為設(shè)為關(guān)閉。 l PINB1=％00001111 ；從右向左，將I/O口的8、9、10、11四個(gè)引腳設(shè)為打開， 12、13、14、15四個(gè)引腳設(shè)為關(guān)閉。 PINB0控制I/O口的0~7引腳，PINB1控制I/O口的8~15引腳。如圖4-1所示。 第12課時(shí) 三、編程序 1 基本語句 ⑴暫停語句 【格式】 PAUSE 時(shí)間 【功能】 暫時(shí)停止程序的執(zhí)行，或是延遲一段時(shí)間。 【說明】 1. 在讓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，是通過時(shí)間的長短來控制機(jī)器人前進(jìn)、后退的距離，以及左、右轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。 2. 時(shí)間的具體值就是指時(shí)間的長短，它可以精確到毫秒。 【應(yīng)用】 PAUSE 1000 此語句的意思是延時(shí)時(shí)間設(shè)為1秒。 (2) 結(jié)束語句 【格式】 END 【功能】 終止運(yùn)行 2 編程序 在編程環(huán)境中輸入下面程序（注意：只輸入前面的命令和參數(shù)，括號(hào)中是說明）。 ⑴ 前進(jìn)：FD dirb0=%11100000 （I/O口的0、1、2、3、4 五個(gè)引腳設(shè)為輸出， 其余三個(gè)引腳為輸入） pinb0 = 0 （變量清零<0為十進(jìn)制>） pinb0=%00010101 （前進(jìn)） pause 1000 （前進(jìn)1秒） pinb0=%00000000 （停止<%00000000為二進(jìn)制>） end （結(jié)束） 運(yùn)行程序 ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 完成下傳后，將機(jī)器人拿在手中，按下 按鈕，可以看到機(jī)器人按你的要求前進(jìn)了1秒鐘。 ③ 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，重新打開機(jī)器人開關(guān)，也可以看到機(jī)器人按你的要求前進(jìn)了1秒鐘。 ④ 調(diào)整機(jī)器人前進(jìn)的時(shí)間，就可以調(diào)整機(jī)器人前進(jìn)的距離。 ⑵ 后退：BK dirb0=%11100000 （I/O口的0、1、2、3、4 五個(gè)引腳設(shè)為輸出， 其余三個(gè)引腳為輸入） pinb0 = 0 （變量清零） pinb0=%00011010 （后退） pause 1000 （后退1秒） pinb0=%00000000 （停止） end （結(jié)束） 運(yùn)行程序 ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 完成下傳后，將機(jī)器人拿在手中，按下 按鈕，可以看到機(jī)器人按你的要求后退1秒鐘。 ③ 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，重新打開機(jī)器人開關(guān)，也可以看到機(jī)器人按你的要求后退了1秒鐘。 ④ 調(diào)整機(jī)器人后退的時(shí)間，就可以調(diào)整機(jī)器人后退的距離。 ⑶ 左轉(zhuǎn)：LT dirb0=%11100000 （I/O口的0、1、2、3、4 五個(gè)引腳設(shè)為輸出， 其余三個(gè)引腳為輸入） pinb0 = 0 （變量清零） pinb0=%00010100 （左轉(zhuǎn)） pause 1000 （左轉(zhuǎn)1秒） pinb0=%00000000 （停止） end （結(jié)束） 運(yùn)行程序 ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 完成下傳后，將機(jī)器人拿在手中，按下 按鈕，可以看到機(jī)器人按你的要求左轉(zhuǎn)1秒鐘。 ③ 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，重新打開機(jī)器人開關(guān)，也可以看到機(jī)器人按你的要求左轉(zhuǎn)了1秒鐘。 ④ 調(diào)整機(jī)器人左轉(zhuǎn)的時(shí)間，就可以調(diào)整機(jī)器人左轉(zhuǎn)的角度。 ⑷ 右轉(zhuǎn)：RT dirb0=%11100000 （I/O口的0、1、2、3、4 五個(gè)引腳設(shè)為輸出， 其余三個(gè)引腳為輸入） pinb0 = 0 （變量清零） pinb0=%00010001 （右轉(zhuǎn)） pause 1000 （右轉(zhuǎn)1秒） pinb0=%00000000 （停止） end （結(jié)束） 運(yùn)行程序 ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 完成下傳后，將機(jī)器人拿在手中，按下 按鈕，可以看到機(jī)器人按你的要求右轉(zhuǎn)1秒鐘。 ③ 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，重新打開機(jī)器人開關(guān)，也可以看到機(jī)器人按你的要求右轉(zhuǎn)了1秒鐘。 ④ 調(diào)整機(jī)器人右轉(zhuǎn)的時(shí)間，就可以調(diào)整機(jī)器人右轉(zhuǎn)的角度。 思考與練習(xí)： 1．要清晰知道在機(jī)器人走圖形的程序中，是通過時(shí)間的長短來控制機(jī)器人前進(jìn)、后退的距離、以及左、右轉(zhuǎn)動(dòng)角度的。 2．編寫通用機(jī)器人走矩形、三角形、圓形以及各種圖形的程序。 第五課 機(jī)器人躲避障礙 第13課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 認(rèn)識(shí)循環(huán)語句 2 掌握用循環(huán)語句編寫走正方形的方法 教學(xué)過程 一、機(jī)器人走正方形 1．編程序：走正方形的一條邊 dirb0=%11100000 pinb0 = 0 pause 1000 (停止1秒) pinb0=%00010101 （前進(jìn)） pause 400 （前進(jìn)400毫秒） pinb0=%00000000 (停止) pause 1000 (停止1秒) 第一條邊 pinb0=%00010100 （左轉(zhuǎn)） pause 500 （左轉(zhuǎn)500毫秒） pinb0=%00000000 (停止) pause 1000 (停止1秒) 2．學(xué)會(huì)復(fù)制和粘貼的操作 ⑴ 接上面的操作。按下Shift鍵的同時(shí)拖動(dòng)鼠標(biāo)光標(biāo)，選中要復(fù)制的內(nèi)容（正方形的第一條邊），如圖5-1所示。 ⑵ 單擊菜單欄的“編輯”→“復(fù)制”命令，將復(fù)制的內(nèi)容拷入剪接板，如圖5-1所示。 ⑶ 移動(dòng)光標(biāo)到要插入的位置，單擊菜單欄的“編輯”→“復(fù)制”命令，將剪接板的內(nèi)容粘貼(插入)到當(dāng)前光標(biāo)位置，這樣可以復(fù)制正方形的第二條邊。 ⑸ 運(yùn)行程序 ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 完成下傳后，將機(jī)器人拿在手中，按下 按鈕，可以看到機(jī)器人按你的要求走了一個(gè)正方形。 ③ 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，重新打開機(jī)器人開關(guān)，也可以看到機(jī)器人按你的要求走了一個(gè)正方形。 ④ 運(yùn)行后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和程序設(shè)計(jì)的不一致（主要受地面磨擦力、電池的電壓等等因素的影響），要調(diào)整前進(jìn)和左轉(zhuǎn)的時(shí)間以及兩個(gè)動(dòng)作之間的暫停時(shí)間來達(dá)到走正方形圖形的目的。 ⑤ 你可以反復(fù)實(shí)驗(yàn)一下，看能不能走一個(gè)十分標(biāo)準(zhǔn)的正方形。 第14課時(shí) 二、認(rèn)識(shí)循環(huán)語句 1．循環(huán)語句 【格式】 FOR 循環(huán)變量 = 初值 　TO 　終值 　STEP 步長 …… …… 循環(huán)體 …… NEXT　變量 FOR 循環(huán)說明語句（循環(huán)入口） NEXT 循環(huán)終值語句（循環(huán)出口） 【功能】循環(huán)語句用來執(zhí)行固定次數(shù)的重復(fù)動(dòng)作。 【說明】 1. 循環(huán)變量的初值、終值和步長均可以是常數(shù)或變量 2. 當(dāng)步長為1時(shí)，STEP可以省略。 3. FOR/ NEXT需同時(shí)使用缺一不可，循環(huán)變量名要一致。 ４.循環(huán)的嵌套層數(shù)不超過8層。 2．流程圖： ⑴ 什么是流程圖？ 程序流程圖也稱程序框圖，是由流程線把各種框連接起來，是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中常用的一種算法工具。 ⑵ 流程圖常用的符號(hào)： 起止框 輸入輸出框 處理框 條件判斷框 循環(huán)框（上） 循環(huán)框（下） 流程線 起止框：一個(gè)算法的開始或結(jié)束。 輸入輸出框：數(shù)據(jù)的輸入或輸出。 處理框： 要處理的內(nèi)容。 條件判斷框：框中的人容為條件。 循環(huán)框（上）：循環(huán)的上界（循環(huán)入口）。 循環(huán)框（下）：循環(huán)的下界（循環(huán)出口）。 流程線：程序的流向。 ⑶ FOR/ NEXT語句執(zhí)行過程的流程圖 ② 執(zhí)行步驟 第一步：循環(huán)變量置初值，并記錄終值和步長。 第二步：循環(huán)變量的值與終值比較，如果循環(huán)變量的值不大于終值，則執(zhí)行一次循環(huán)體。 第三步：執(zhí)行NEXT語句時(shí)，循環(huán)變量增加一個(gè)步長，返回第二步。 第四步：如果循環(huán)變量的值大于終值，則退出循環(huán)，執(zhí)行NEXT語句的下一個(gè)語句。返回步驟二。 第15課時(shí) 三、巧用循環(huán)走圖形 用循環(huán)語句走正方形： 1．流程圖 2．編程序 ⑶ 運(yùn)行程序 ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 完成下傳后，將機(jī)器人拿在手中，按下 按鈕，可以看到機(jī)器人按你的要求走了一個(gè)正方形。 ③ 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，重新打開機(jī)器人開關(guān)，也可以看到機(jī)器人按你的要求走了一個(gè)正方形。 ④ 運(yùn)行后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和程序設(shè)計(jì)的不一致（主要受地面磨擦力、電池的電壓等等因素的影響），要調(diào)整前進(jìn)和左轉(zhuǎn)的時(shí)間以及兩個(gè)動(dòng)作之間的暫停時(shí)間來達(dá)到走正方形圖形的目的。 ⑤ 你可以反復(fù)實(shí)驗(yàn)一下，看能不能走一個(gè)十分標(biāo)準(zhǔn)的正方形。 思考與練習(xí)： 1． 把你做幾件事（一天的生活、上網(wǎng)、活動(dòng)等等）的過程分別用程序流程圖的方式表達(dá)出來，看一看它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有什么相同和不同，試著找出它們的內(nèi)在規(guī)律。 2 用循環(huán)語句編制通用機(jī)器人走圖形的程序（三角形、圓等等）。 第六課 會(huì)思考的機(jī)器人 第16課 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 學(xué)習(xí)幾個(gè)程序設(shè)計(jì)實(shí)例：機(jī)器人走“8”字、警察抓小偷 2 設(shè)計(jì)機(jī)器人比賽的程序 一、程序設(shè)計(jì)實(shí)例 1．機(jī)器人走“8”字 ⑴ 程序分析： ① 使用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)一個(gè)走“圓”的程序模塊。 ② 用GOSUB語句調(diào)用“圓”的程序模塊，然后轉(zhuǎn)180度，再調(diào)用“圓”的程序模塊再畫一個(gè)圓。 ③ 對(duì)有規(guī)律的圖形都可以采用這種方法。 ⑵ 編程序： rem 機(jī)器人走“8”字 dirb0=%11100000 pinb0 = 0 pause 1000 GoSub y （調(diào)用圓的子程序） pinb0=%00010110 pause 500 （左轉(zhuǎn)180度） GoSub y （調(diào)用圓的子程序） pinb0 = 0 End y： For b2 = 1 To 10 pinb0=%00010101 pause 5 pinb0 = 0 pause 100 pinb0=%00010001 圓 pause 300 pinb0 = 0 pause 100 Next b2 Return ⑶ 運(yùn)行程序 ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，重新打開機(jī)器人開關(guān)，也可以看到機(jī)器人利用子程序完成寫“8”字的任務(wù)。 第17課 2．警察抓小偷 ⑴ 程序分析： 由2個(gè)同學(xué)，各用1個(gè)通用機(jī)器人來完成這個(gè)游戲： ① 用一個(gè)通用機(jī)器人來扮演小偷，一個(gè)通用機(jī)器人扮演警察。 ② 給小偷設(shè)計(jì)一個(gè)程序，讓小偷在前面跑，當(dāng)走頭無路時(shí)（pin5=0），只能束手就擒。 ③ 給警察設(shè)計(jì)一個(gè)程序，讓警察在后面追，發(fā)現(xiàn)了小偷，發(fā)出聲音警告，然后加速追上去，直到抓住小偷。 ⑵ 編程序 ① 小偷程序 rem 小偷程序 dirb0=%11100000 pinb0 = 0 loop1： pinb0=%00000101 pin4 = 1 pause 10 pin4 = 0 pause 20 If pin5 <> 0 then loop1 pinb0 = 0 end 運(yùn)行程序 ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，等待和警察機(jī)器人共同完成任務(wù)。 ② 警察程序 rem 警察程序 dirb0=%11100000 pinb0 = 0 dirb1=%11110000 pinb1 = 0 loop1： if pin5 = 0 then js pinb0=%00000101 pin4 = 1 pause 5 pin4 = 0 pause 8 goto loop1 js： sound 8，(440，682) pinb0=%00010101 pause 40 If pin5 <> 0 Then St goto js st： pinb0 = 0 end 運(yùn)行程序； ① 單擊菜單欄的“編譯”→“連接機(jī)器人”，屏幕出現(xiàn)機(jī)器人通訊對(duì)話框，單擊 按鈕，進(jìn)行程序下傳。 ② 斷開機(jī)器人電源開關(guān)，拔下機(jī)器人通訊電纜，先打開小偷機(jī)器人的開關(guān)，讓小偷先跑一段距離。再打開警察機(jī)器人的開關(guān)。讓警察在后面追。警察發(fā)現(xiàn)了小偷，發(fā)出聲音警告，然后加速追上去，直到抓住小偷。 第18課 一、設(shè)計(jì)機(jī)器人比賽的程序： 1． 比賽場(chǎng)地： 比賽場(chǎng)地是一個(gè)長2400mm、寬1200mm的區(qū)域，在場(chǎng)地的四周由高為70mm的護(hù)墻板圍成（不包括出、入口）。 場(chǎng)地的入口為一個(gè)寬300mm、高300mm的門，出口寬度為450mm，入口和出口分別有寬度為10mm的墨綠色線為標(biāo)記。 出口外為長450mm的防空襲隧道。比賽場(chǎng)地內(nèi)有兩個(gè)直徑為620mm的雷區(qū)，雷區(qū)外圍有寬度為40mm的墨綠色標(biāo)記。雷區(qū)中任意位置可能放置直徑為300mm、高為300mm的圓柱體黃色地雷，兩個(gè)雷區(qū)中心點(diǎn)相距1000mm，并且有一條寬度為40mm的墨綠色線貫穿雷區(qū)。比賽場(chǎng)地示意圖見下圖。入口外有長300mm、寬300mm的起始區(qū)，防空襲隧道外為長300mm、寬650mm的停止區(qū)。 2． 規(guī)定作業(yè)： 要求參賽的機(jī)器人從附件二比賽場(chǎng)地示意圖中所示的起始區(qū)出發(fā)，通過入口進(jìn)入比賽場(chǎng)地，按示意圖的S型軌跡避開兩個(gè)地雷，由出口離開場(chǎng)地。以機(jī)器人的中心（機(jī)器人的俯視中線，參賽隊(duì)?wèi)?yīng)比賽前在機(jī)器人本體上做出明顯標(biāo)記）在比賽場(chǎng)地出口標(biāo)記線中心以外為準(zhǔn)。 3．比賽時(shí)間： 該比賽項(xiàng)目有機(jī)器人完成規(guī)定作業(yè)比賽和答辯兩個(gè)部分。每場(chǎng)比賽的準(zhǔn)備時(shí)間最多不得超過1分鐘，每場(chǎng)比賽時(shí)間為3分鐘，比賽最多可以重復(fù)兩場(chǎng)，取最好成績作為比賽成績。 4．評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 在2分鐘內(nèi)完成規(guī)定的作業(yè)可以得100分。每提前1秒鐘完成加1分，每超時(shí)1秒鐘完成減1分，直到比賽結(jié)束為止。機(jī)器人比賽過程中每碰上一個(gè)地雷扣30分。碰墻壁一次扣2分，最多扣20分。機(jī)器人在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)到達(dá)并停止在停止區(qū)內(nèi)（以中心線為準(zhǔn)），加20分。 思考與練習(xí)： 第七課 機(jī)器人認(rèn)路 第19課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 認(rèn)識(shí)光電模塊 2 編寫機(jī)器人沿黑線或沿白線行走的程序 一、認(rèn)識(shí)光電模塊 光電模塊采用了窗口比較技術(shù)和輔助光源技術(shù)，對(duì)環(huán)境光的變化有較好的抑制作用。 光電模塊的工作原理是：當(dāng)兩個(gè)光敏電阻接收(發(fā)光二極管照射到地面后反射回的光)光的強(qiáng)度接近時(shí)，兩個(gè)輸出端均呈現(xiàn)高電位(PIN14=1、PIN14=1)。當(dāng)光電模塊兩側(cè)的光強(qiáng)差超過一定數(shù)值時(shí)，比較亮的一側(cè)（如左側(cè)）將輸出低電位（PIN14=0）。 光電模塊的I/O接口使用了PIN14、PIN15，左側(cè)較亮?xí)rPIN14=0，右側(cè)較亮?xí)rPIN15=0。 二、機(jī)器人走固定的路線 1．機(jī)器人沿黑線行走 ⑴ 程序分析： ① 通用機(jī)器人行走的地面和和路線要有色差（淺顏色地面需用黑線），黑線的寬度要大于光電模塊兩個(gè)光敏光敏電阻間的距離。 ② 建立這樣一個(gè)循環(huán)，以行標(biāo)號(hào)START打頭。程序首先要判斷光電模塊的左側(cè)是否輸出低電位（PIN14=0），如果PIN14=0，程序轉(zhuǎn)到行標(biāo)號(hào)為RT的程序去右轉(zhuǎn)一個(gè)角度。 ③ 如果PIN14<>0，程序繼續(xù)判斷光電模塊的右側(cè)是否輸出低電位（PIN15=0），如果PIN15=0，程序轉(zhuǎn)到行標(biāo)號(hào)為LT程序去左轉(zhuǎn)一個(gè)角度。 ④ 如果PIN14<>0 ，PIN15<>0，則前進(jìn)一段距離后，程序轉(zhuǎn)回到行標(biāo)號(hào)START，繼續(xù)對(duì)光電模塊的左側(cè)和右側(cè)的電位進(jìn)行判斷。 ⑤ 對(duì)轉(zhuǎn)到行標(biāo)號(hào)為RT和LT的程序，分別在轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度后，又轉(zhuǎn)回到行標(biāo)號(hào)START，繼續(xù)對(duì)光電模塊的左側(cè)和右側(cè)的電位進(jìn)行判斷。 ⑥ 在通用機(jī)器人沿黑線走的過程中，當(dāng)兩個(gè)光敏電阻接收(發(fā)光二極管照射到地面，反射回的光)的光強(qiáng)接近時(shí)，兩個(gè)輸出端均呈現(xiàn)高電位，通用機(jī)器人會(huì)沿著黑線行走，當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，例如左側(cè)超出黑線，淺顏色地面反射回的光較強(qiáng)，左側(cè)將輸出低電位，程序右轉(zhuǎn)一個(gè)角度。反之，程序左轉(zhuǎn)一個(gè)角度。這樣通用機(jī)器人就可以沿黑線行走了。 第20課時(shí) ⑶ 編程序 rem 機(jī)器人沿黑線行走 dirb0=%11100000 （I/O口的0、1、2、3、4 五個(gè)引腳設(shè)為輸出， 其 余三個(gè)引腳為輸入） pinb0 = 0 （變量清零） dirb1=%11110000 （I/O口的8、9、10、11、 四個(gè)引腳設(shè)為輸出， 其 余12、13、14、15四個(gè)引腳為輸入） pinb1 = 0 （變量清零） pause 1000 Start： If pin14 = 0 Then rt （左側(cè)輸出低電平，向右轉(zhuǎn)） If pin15 = 0 Then lt （右側(cè)輸出低電平，向左轉(zhuǎn)） pinb0=%00000101 （前進(jìn)） pin4 = 1 （打開調(diào)制脈沖口） pause 10 （打開調(diào)制脈沖口延時(shí)10毫秒） pin4 = 0 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口） pause 10 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口延時(shí)10毫秒） goto start lt： sound 10，（87，15） pinb0=%00000110 pin4 = 1 左轉(zhuǎn) pause 30 pin4 = 0 pause 10 goto start rt： sound 10，（83，15） pinb0=%00001001 pin4 = 1 右轉(zhuǎn) pause 30 pin4 = 0 pause 10 goto start ⑷ 運(yùn)行程序 ① 按下Alt鍵的同時(shí)敲R鍵，下載程序到機(jī)器人上并運(yùn)行。 ② 機(jī)器人利用光電模塊的窗口技術(shù)，用左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)動(dòng)作隨時(shí)調(diào)整前進(jìn)的方向，機(jī)器人就可以沿給定的黑線前進(jìn)了。 ③ 可以調(diào)整機(jī)器人前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的速度和角度，使機(jī)器人順利的完成任務(wù)。 第21課時(shí) 2. 機(jī)器人沿白線行走 ⑴ 程序分析： ① 原理同通用機(jī)器人沿黑線行走。 ② 不同點(diǎn)在于：當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，例如左側(cè)超出白線，深顏色地面反射回的光較弱，右側(cè)將輸出低電位（PIN15=0），程序需右轉(zhuǎn)一個(gè)角度。反之（PIN14=0），程序需左轉(zhuǎn)一個(gè)角度。這樣通用機(jī)器人就可以沿白線行走了。 ②編程序 rem 機(jī)器人沿白線行走 dirb0=%11100000 （I/O口的0、1、2、3、4 五個(gè)引腳設(shè)為輸出， 其余三個(gè)引腳為輸入） pinb0 = 0 （變量清零） dirb1=%11110000 （I/O口的8、9、10、11、 四個(gè)引腳設(shè)為輸出， 其 余12、13、14、15四個(gè)引腳為輸入） pinb1 = 0 （變量清零） pause 1000 Start： If pin14 = 0 Then lt （左側(cè)輸出低電平，向左轉(zhuǎn)） If pin15 = 0 Then rt （右側(cè)輸出低電平，向右） pinb0=%00000101 （前進(jìn)） pin4 = 1 （打開調(diào)制脈沖口） pause 10 （打開調(diào)制脈沖口延時(shí)10毫秒） pin4 = 0 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口） pause 10 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口延時(shí)30毫秒） goto start lt： sound 10，（87，15） pinb0=%00000110 左轉(zhuǎn) pin4 = 1 pause 30 pin4 = 0 pause 10 goto start rt： sound 10，（83，15） pinb0=%00001001 pin4 = 1 右轉(zhuǎn) pause 30 pin4 = 0 pause 10 goto start end ⑶ 運(yùn)行程序 ① 按下Alt鍵的同時(shí)敲R鍵，下載程序到機(jī)器人上并運(yùn)行。 ② 機(jī)器人利用光電模塊的窗口技術(shù)，用左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)動(dòng)作隨時(shí)調(diào)整前進(jìn)的方向，機(jī)器人就可以沿給定的白線前進(jìn)了。 ③ 可以調(diào)整機(jī)器人前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的速度和角度，使機(jī)器人順利的完成任務(wù)。 思考與練習(xí)： 給機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)圓形和橢圓形的路線，看它是否可以按規(guī)定的路線轉(zhuǎn)圈，線的寬度不能少于3cm（深顏色地面，白色的線，淺顏色地面，黑色的線）。 第八課 機(jī)器人檢測(cè)火焰 第22課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解什么是機(jī)器人滅火。 2 了解機(jī)器人滅火比賽的場(chǎng)地、規(guī)則。 3 了解機(jī)器人滅火模塊 一、什么是機(jī)器人滅火 1．機(jī)器人滅火比賽 一個(gè)由計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)器人，在一間模擬平面結(jié)構(gòu)為四室一廳的單元房間里運(yùn)動(dòng)，找到一根燃燒的蠟燭并盡快將它撲滅。它模擬了現(xiàn)實(shí)家庭中機(jī)器人處理火警的過程。蠟燭代表房間里燃起的火災(zāi)，機(jī)器人必須盡快找到并撲滅火源， 這就是機(jī)器人滅火比賽。 2．比賽場(chǎng)地 模擬平面結(jié)構(gòu)的房間和特性如下：模擬房間的墻壁33cm高，材質(zhì)為木板。墻壁為白色。競(jìng)賽場(chǎng)地的地板為黑色的光滑木制表面。地板可以有接口，但接合處平整并是同樣的黑色。場(chǎng)地的平整度要求，只要機(jī)器人可以處理0.3cm的不連續(xù)區(qū)域就可以。競(jìng)賽場(chǎng)地模擬房間里整體地面是水平的，沒有斜坡和樓梯。 房子中，所有的走廊和門口寬都不小于46cm。門口并沒有門，在地面上用一條2.5cm寬的白線表示房間入口。 第23課時(shí) 3．比賽規(guī)則 ⑴ 機(jī)器人的運(yùn)行 機(jī)器人一旦啟動(dòng)必須在沒有參賽選手的干預(yù)下自動(dòng)控制，即：機(jī)器人必須是由計(jì)算機(jī)程序控制，而非人工現(xiàn)場(chǎng)控制。 　　機(jī)器人在運(yùn)行過程中可以碰撞或接觸墻壁，但是不能故意標(biāo)記和破壞墻壁。機(jī)器人當(dāng)經(jīng)過比賽場(chǎng)地時(shí)不能把任何東西留在后面，并且它不能在比賽場(chǎng)地留下任何可以幫助它運(yùn)行的標(biāo)記。 ⑵ 撲滅蠟燭火焰 　　機(jī)器人不能運(yùn)用任何破壞性的或危險(xiǎn)的方法來撲滅蠟燭火焰。它可以運(yùn)用類似水、空氣、CO2等，或者使用機(jī)械方式，可以通過吹氣來熄滅蠟燭，盡管這在現(xiàn)實(shí)生活中不一定是適合的滅火方法，但在機(jī)器人滅火競(jìng)賽中是允許的。 　　蠟燭在燃燒狀態(tài)時(shí)不允許被撞倒。如果機(jī)器人在滅火過程中碰撞蠟燭，機(jī)器人的運(yùn)行仍然有效。如果蠟燭被撞倒，按未完成滅火任務(wù)處理。 機(jī)器人在試圖撲滅火焰前必須到達(dá)距離火焰30cm以內(nèi)。在距離火焰30cm的圓上有一條2.5cm寬的白線，機(jī)器人在撲滅火焰之前必須有一部分在圓圈內(nèi)。 ⑶ 家具 競(jìng)賽場(chǎng)地的每個(gè)模擬房間里有一件家具。模擬家具是一根直徑11.5cm，表面涂了半光澤黃色的鋼柱，柱高30cm、重2.3公斤。 機(jī)器人可以接觸摸家具，但是不能推開家具。家具擋住機(jī)器人看蠟燭的視線或者機(jī)器人要繞過家具才能到達(dá)蠟燭，這增加了家具方式的趣味性、真實(shí)感和挑戰(zhàn)性。 機(jī)器人為了看一看家具是否真的擋住它的視線，也許要從不同角度來查看房間，如果蠟燭真的在家具后邊，機(jī)器人要確定接近蠟燭的最佳路徑。 ⑷ 蠟燭 安裝在一個(gè)漆成黃色的半透明木質(zhì)基座上(7.5cm x 7.5cm x 3.5cm)。蠟燭白色?；鹧娴牡撞侩x地面15cm到20cm高，這高度包括支持蠟燭的木質(zhì)基座。 第24課時(shí) 二、機(jī)器人滅火 1．安裝滅火模塊 通用機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)滅火的功能要安裝一個(gè)滅火模塊（如果已經(jīng)裝好了可以省去此步驟），如圖15-4所示。 2． 滅火模塊： ⑴ 為了提高通用機(jī)器人的滅火功能，滅火模塊在原有基礎(chǔ)上有些改動(dòng)：將前避障、左避障、右避障都集中在滅火模塊上，如圖15-5所示。 ⑵ 滅火模塊增加了發(fā)光二極管的顯示功能，你可以通過發(fā)光二極管，直接看到通用機(jī)器人避障的情況，如圖15-6所示。 ⑶ 光電三極管，左右各一只，如圖15-64所示。這是滅火模塊的關(guān)鍵部件，發(fā)現(xiàn)火焰后，滅火模塊背面的發(fā)光二極管發(fā)亮。 ⑷ 在擴(kuò)展端口的設(shè)置上有些改動(dòng)，其中9號(hào)端口是驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的，12號(hào)端口表示左光電三極管，13號(hào)端口表示右光電三極管。如果這時(shí)要要使用光電模塊，光電模塊可以接在14，15號(hào)端口，如圖15-7所示。 圖15-7 擴(kuò)展端口示意圖 ⑸ 在擴(kuò)展端口設(shè)置了調(diào)節(jié)避障距離的功能： 當(dāng)PIN10=1 PIN11=0 時(shí) 距離為中等， 當(dāng)PIN10=0 PIN11=0 時(shí) 距離為最近，當(dāng)PIN10=1 PIN11=1 時(shí) 距離為最遠(yuǎn)。 思考與練習(xí)： 1． 了解機(jī)器人滅火比賽的場(chǎng)地、規(guī)則。 2． 了解通用機(jī)器人滅火模塊，為編程序做準(zhǔn)備。 第十六課 機(jī)器人檢測(cè)火焰 第25課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 機(jī)器人滅火程序分析 2 編寫機(jī)器人滅火程序流程圖 3 編寫機(jī)器人滅火程序 教學(xué)過程 一、程序分析 ⑴ 機(jī)器人滅火的行走路線： ① 從行走的路線上可以看到，通用機(jī)器人都是在靠左邊走，如圖16-1所示。 ⑵ 把通用機(jī)器人行走的路線分為10段： ① 直線前進(jìn)：左避障（PIN6=0）有信號(hào)右轉(zhuǎn)，右避障（PIN7=0）有信號(hào)左轉(zhuǎn)，再直線前進(jìn)。 ② 當(dāng)左避障（PIN6=1）右避障（PIN7=1）都沒有信號(hào)原地左轉(zhuǎn)，直線前進(jìn)。 ③ 直線前進(jìn)：左避障（PIN6=0）有信號(hào)右轉(zhuǎn)，右避障（PIN7=0）有信號(hào)左轉(zhuǎn)，前避障（PIN5=0）有信號(hào)右轉(zhuǎn)90度。 ④ 情況同③。 ⑤ 情況同③。 ⑥ 情況同①。 ⑦ 情況同② ⑧ 情況同③。 ⑨ 情況同③。 ⑩ 情況同①。 ⑶ 通用機(jī)器人滅火： ① 如果右側(cè)紅外光電三極管探測(cè)到光源則左轉(zhuǎn)，如果左側(cè)紅外光電三極管探測(cè)到光源則右轉(zhuǎn)。 ② 如果左右兩側(cè)紅外光電三極管都探測(cè)到光源，啟動(dòng)風(fēng)扇（打開10秒鐘）將蠟燭吹滅。 ③ 通用機(jī)器人繼續(xù)探測(cè)，如果蠟燭沒有吹滅，則繼續(xù)吹，直到吹滅為止。 第26課時(shí) 一、機(jī)器人滅火程序 1．編程序： rem 機(jī)器人滅火程序 dirb0=%11100000 dirb1=%11110000 pinb0=0 pinb1=0 loop1： pin9=0 (風(fēng)扇引腳置0) pin10=1 ( 調(diào)傳感器距離為最大) pin11=1 ( 調(diào)傳感器距離為最大) pinb0=%00010101 (前進(jìn)) pause 20 (前進(jìn)延時(shí)20毫秒) pin4=0 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口） pause 10 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口延時(shí)10毫秒） if (pin12=0) and (pin13=0) then miehuo (如果左右兩側(cè)紅外光電三極管都探測(cè)到光源則轉(zhuǎn)到滅火miehuo ) if(pin12=0) and pin13=1 then lt （如果右側(cè)紅外光電三極管探測(cè)到光源則轉(zhuǎn)到行標(biāo)號(hào)左轉(zhuǎn)lt） if (pin13=0) and pin12=1 then rt (如果左側(cè)紅外光電三極管探測(cè)到光源則轉(zhuǎn)到行標(biāo)號(hào)右轉(zhuǎn)rt) if pin5=0 then rt90 (如果前避障有信號(hào)，則轉(zhuǎn)到左轉(zhuǎn)90度rt90) if pin6=0 then rt (如果左避障有信號(hào)，則轉(zhuǎn)到右轉(zhuǎn)rt) pinb0=%00010110 (原地左轉(zhuǎn)) pause 50 (左轉(zhuǎn)延時(shí)50毫秒) pin4=0 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口） pause 10 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口延時(shí)10毫秒） goto loop1 （轉(zhuǎn)到行標(biāo)號(hào)loop1） lt： pinb0=%00010110 (原地左轉(zhuǎn)) pause 35 (左轉(zhuǎn)延時(shí)35毫秒) pin4=0 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口） pause 10 (關(guān)斷調(diào)制脈沖口延時(shí)10毫秒) goto loop1 （轉(zhuǎn)到loop1） rt： pinb0=%00011001 (原地右轉(zhuǎn)) pause 35 (右轉(zhuǎn)延時(shí)35毫秒) pin4=0 （關(guān)斷調(diào)制脈沖口） pause 10 (關(guān)斷調(diào)制脈沖口延時(shí)10毫秒) goto loop1 （轉(zhuǎn)到行標(biāo)號(hào)loop1） miehuo： 第27課時(shí) 1．運(yùn)行程序pin9=1 (打開風(fēng)扇) pause 10000 (打開風(fēng)扇10秒鐘) sound 10，(105，200) （發(fā)出聲音） pin9=0 (關(guān)閉風(fēng)扇) if pin12=1 and pin13=1 then st (如果左右兩側(cè)紅外光電三極管都沒有探測(cè)到光源則轉(zhuǎn)到行標(biāo)號(hào)st) goto miehuo