06[机器人课堂RCX、NXT编程编写]第六章RCX编程编写.pdf

机器人课堂 Page 1 of 10 本章包含的内容： n 什么是RCX？ n 使用乐高RCX编码 n 使用NQC语言编程 n 使用其它语言编程 n 如何组织程序代码 n 建立独立的任务 6.1介绍 我们在序言中说过，本书的内容并不是关于编程的——因为关于程序语言设计和技术，并且 特别是编RCX的程序已经很多好资源。不过，机器人技术 （经常叫机械电子学）综合了机械， 电子和软件等学科，你不可能放弃驱动机器的软件而来讨论机器人技术。同样地，在你的头 脑中对机器人没有一个大概的构架，你也不可能编写出程序。尽管我们主要谈论关于搭建的 技术，但是一些项目在硬件和软件之间有很强的联系，他们之间是相辅相成的，因此我们不 能跳过这一章的介绍，本书中只包含了一些基础的程序实例。。 在前一章中，我们多次提到RCX，假如你已熟悉了MINDSTORMS工具包内的文件，了解了什么是 RCX .现在我们就进一步的来了解RCX的一些特性。我们将描述它的结构，然后熟悉几种编程 语言的环境，从而选择你喜欢的语言。我们主要讨论两种编程环境： RCX代码-工具包提供的 图形化编程语言和NQC-一种最适用于RCX编程的独立语言。 这章的最后的一部分提供了一些完整代码的例子，目的是帮助你怎么能写出易懂、易修改的 程序代码。通过本章的介绍，你就会对编程结构有一个清晰的认识。 6.2什么是RCX？ RCX就是一个电脑。我们知道，电脑一般有键盘，鼠标和显示器——即我们用于对计算机进行 信息输入的设备——但是RCX没有。它只有一个很小的显示屏、3个输入接口、3个输出接口、 4个按钮，以及一个红外发射装置 （IR）。实际上，RCX更象工业上用的控制器，而不是台式 电脑。那么，既然没有通用的输入界面，又如何为RCX编写程序？首先：你在PC上写程序，然 后通过红外发射仪 （用于连接PC和RCX的设备）将程序传输给RCX，最后，由RCX执行命令。 那么，RCX是如何工作的呢？设想一个多层的结构，其底部是一个日立H8300处理器，以执行 机器代码指令。该处理器有数据寄存器及程序存储器，通过辅助设备，将输入端口的模拟信 息转换成数字信息。同大多数计算机一样，RCX的存储器有两类：只读存储器 （ROM）和随机 存储器 （RAM）。ROM内的内容是只读的，不能改变，因为它是烧入芯片的，然而RAM里数据可 以更换或修改。在RAM里需要连续的电源来保留内容。当关闭电源，所有内容将会丢失。 当你打开新的RCX前，其内部ROM里已经存有一些代码，以保证RCX的一些基本功能：输入端口 信号转换、显示、输出端口控制及与IR的通信。如果你熟悉个人电脑的结构，你可以将ROM代 码与基本输入、输出系统 （BIOS）作一比较，低级机器代码在启动时会负责计算机的导入和 外部设备接口连接。 仅有ROM代码的RCX如同只有BIOS的个人电脑。在ROM的上部，有RCX“固件”，就像计算机的 操作系统。术语 “固件”表示使用者通常不能用任何方式改变的软件；它是系统的一部分并 且提供基本功能，就像计算机的操作系统。在RCX里，固件不象ROM代码那样是直接烧制在系 统里，而是储存在内部RAM里，你利用红外设置从PC上下载它。乐高固件是在你安装 MINDSTORMS CD-ROM时拷贝到你的PC上，并且通过红外设备传递到RCX里。 2009-4-15 机器人课堂 Page 2 of 10 固件不是整个RCX系统的最上层：在它的上面有用户的代码和数据，储存在与固件相同的RAM 内，但是从逻辑角度来看，用户代码属于更高一级。前面介绍过，我们先在PC上写代码，然 后通过红外发射仪传输给RCX。在PC机上安装的MINDSTORMS软件，称为RCX编码，可以将你的 程序翻译成简单的字节码形式 （生成图形模块）。RCX可以接收经过IR发射仪传输的字节码并 储存在RAM里。当你按下RUN按钮，固件开始翻译代码并且并将其指令转化为动作。 警告 因为固件被保存在RAM里，因此，一旦RCX断电时间超过数秒，固件将丢失，要重新使用R