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文档简介
通用机器人2004.01陈志辉2型综合讲座---一.“机器人”的定义1.定义
机器人应该是一个具有一定智能的计算机控制系统。机器人是人制造的一种高级工具,是按照人类的某种方式进行工作的一种机器,因此我们又称它为“智能机器人”。我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器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”。2型综合讲座---2.机器人一词的由来
1920年捷克斯洛伐克剧作家卡雷尔·查培克创作了寓言剧剧本《罗莎姆万能机器人公司》。依照人的形体结构制造的机器人2型综合讲座---2型综合讲座---3.机器人的外形消防机器人水下机器人我国自行研制的蛇型机器人我国自行研制的焊接机器人2型综合讲座---2型综合讲座---4.机器人探秘埃及金字塔
考古学者为实施金字塔探险项目,美国方面为此出资特别研制了一台微型铁臂机器人,并正式命名为:“金字塔漫游者”。
“金字塔漫游者”的前身是“9·11”事件后在纽约世贸废墟搜寻幸存者过程中大显神通的“蛇形机器人”。经过改良后,“金字塔漫游者”体态更为轻盈,行动和操作非常灵活。
它的总重量只有2.7千克,长宽大约各为12厘米,高度可自动调节,最高高度在30厘米左右。每分钟行走914厘米。2型综合讲座---指挥机器人2型综合讲座---二.通用机器人立项背景
中小学的信息技术教育是培养创新精神和实践能力的重要途径。智能机器人技术应用了信息技术中的感测技术、传感技术、控制技术和施用技术,是信息技术课程和相关科技活动的良好载体。教育部最新颁发的《信息技术课程标准》已将智能机器人技术列为中学信息技术课程中的教学内容。智能机器人属高新技术,在工业、医疗、军事等领域实用的智能机器人造价昂贵,不宜中小学生学习使用。正是在这样的背景下,我们开发研制了“通用ROBOT型教学用机器人”,定向用于中小学信息技术课程教学、课外科普教育活动以及相关竞赛,并于2002年6月15日通过中国教育学会中小学计算机教育专业委员会组织的专家鉴定,2002年获得北京市石景山区科学技术成果三等奖,同期申报北京市科学技术成果奖。2型综合讲座---三.通用机器人通过专家鉴定
2002年6月15日通过“中国教育学会中小学计算机教育专业委员会”组织的专家鉴定。通用ROBOT-II型教学用机器人鉴定意见书2型综合讲座---
四.通用机器人的特点
1.普及性
当今世界,计算机升级换代的速度很快,软件运行的环境要求越来越高,促使计算机硬件不断的更新,对于不太富裕的中国人来说,教育部门和家庭压力很大。现阶段,我国BASIC语言的普及率很高,它简单易学,使用方便,逻辑性强。学习BASIC语言硬件环境要求不高,高、中、低各种档次的计算机都可以运行,提高了计算机的使用效益。
2型综合讲座---2.开放性
“通用ROBOT教学用机器人”主板是可以安装在履带双轮或四轮的运动模型上,有很强的移动能力,且不限制车型,只要是遥控的或线控的驱动部分有两个电机以上的模型均可。“通用ROBOT教学用机器人”外观独特,符合学生的审美需要和兴趣,而且外形具有很强的可变性,学生可根据自己的喜好选择合适的模体外型。学生可以自己动手改装家中原有的玩具遥控车,加上“通用ROBOT教学用机器人”主板和传感器组装属于自己的机器人。下图就是学生改装的机器人。2型综合讲座---教学适用性
“通用ROBOT教学用机器人”采用TYBASIC语言进行编程。TYBASIC与国际广泛流行的QBASIC相似。TYBASIC虽只有31条语句但功能十分的强大,它简单、易学具有很强的实际使用价值。
“通用ROBOT教学用机器人”有2K存储空间,可以存放600-800条BASIC命令,在20MHz的系统时钟下,每秒可执行8000条以上的BASIC语句,可以满足一般的教学要求。
“通用ROBOT教学用机器人”将计算机语言的学习与机器人教学相结合,创建了一个情景化的、高智能的计算机教学环境,充分发挥了现代化教学的优势,延伸了学生对计算机编程的应用,可以有效提高中小学信息技术课程和课外科技活动的教学质量和教学效果。
2型综合讲座---4.可扩展性
“通用ROBOT教学用机器人”具有多个备用输入输出接口,可同时外接多种模块,为学生利用输入输出接口开发出更为强大的功能留有很大的扩展空间。现有多个扩展功能模块:声控模块、相对光电模块、绝对光电模块、模拟光电模块、迷宫模块、灭火模块、足球模块、I/O扩展板等模块。还可以根据教育教学的需求,不断开发新的扩展功能模块。学生也可根据自己的具体需要增加其它功能,也可在教师的指导下进行机器人结构设计安装、制作、调试、软件编程等环节的学习,设计并制作简易机器人。也就是说可以大大提高学生所学知识的综合性,培养学生的设计能力、创新能力、动手能力和跨学科的综合应用能力。
2型综合讲座---价格低机器人教育的普及的前提要具有良好的环境基础和合理的价格。“通用教学机器人”的零售价格目前控制在500元人民币左右,普通的学校和一般学生都能买的起,便于普及和发展。
“通用ROBOT教学用机器人”的电源部分采用镍镉充电电池,成本较低,使用安全,且有利于环境保护。
2型综合讲座---五.“通用ROBOT教学用机器人”的适用范围①以培养创新精神和实践能力为宗旨的中小学信息技术教学平台;②中小学校内外科技活动的实验、组装、调试、改造的对象;③国内外多种智能机器人竞赛用机。2型综合讲座---(一)教学用机器人六.通用机器人1.
所含模块
运动模体(移动车1辆),避障模块(3个),相对光电模块(1个),机器人主板(1个),电池(4节)。2.
功能
运动模体可以实现简单的运动,避障模块可以实现走迷宫,光电模块可以识别色差走固定图形,利用其本身和模块的功能,可以做许多有意义的事情,如:做小游戏,进行规定图形比赛,进行迷宫比赛等。2型综合讲座---(二)迷宫型机器人1.所含模块
运动模体(移动车1辆),避障模块,相对光电模块(1个),机器人主板(1个),电池(4节)
2.功能
运动模体可以实现简单的运动,避障模块可以实现走迷宫,光电模块可以识别色差走固定图形,利用其本身和模块的功能,可以做许多有意义的事情,如:做小游戏,进行规定图形比赛,进行迷宫比赛等。2型综合讲座---(三)灭火机器人1.所含模块
运动模体(移动车1辆)
灭火模块
避障模块(已移植到灭火模块上)
相对光电模块(1个)
机器人主板(1个)2.功能
运动模体可以实现简单的运动,避障模块可以实现走迷宫,光电模块可以识别色差走固定图形,灭火模块可以实现机器人灭火,利用其自身和模块的功能,可以做许多有意义的事情,如:做小游戏,进行规定图形比赛,进行迷宫比赛等。2型综合讲座---机器人灭火比赛场地2型综合讲座---2型综合讲座---2型综合讲座---(四)足球机器人1.所含模块
进攻队员:守门队员:
运动模体(移动车1辆)运动模体(移动车1辆)
足球模块-进攻(1个)足球模块-守门(1个)
模拟光电模块(1个)前、左、右避障模块(1套)
机器人主板(1个)机器人主板(1个)
进攻队员推球板(1个)守门队员档球板(1个)2型综合讲座---2.功能
运动模体可以实现简单的运动,避障模块可以实现走迷宫,模拟光电模块可以识别灰度检测,利用其本身和模块的功能,可以做许多有意义的事情,如:做小游戏,进行规定图形比赛,进行迷宫比赛,足球比赛等。通用机器人在踢足球通用机器人在踢足球2型综合讲座---2型综合讲座---2型综合讲座---七.通用机器人创新项目(一)外型创新挖土机器人推土机器人
这是我们用普通的挖土机玩具、推土机玩具,装上通用机器人主板,改装的挖土机型机器人和推土机型机器人。除了具有基本的运动功能和机械臂运动功能外,我们还增加了前避障模块、声控模块和光电模块。2型综合讲座---2型综合讲座---变形飞机型机器人
这是我们用变形飞机玩具,装上通用机器人主板,改装成的变形飞机型机器人。它具有基本的运动功能,还保留了变形运动功能。2型综合讲座---2型综合讲座---人型机器人
这是我们用普通的人形玩具,装上通用机器人主板,改装成的人形机器人,它保留了玩具上原有的音乐功能,现在它完全由程序来控制。人形机器人具有基本的运动功能和避障功能。2型综合讲座---形形色色的通用机器人2型综合讲座---(二)程序创新
利用通用机器人各种模块的组合和变换,可自己动手编写各种小程序,来实现各种动作,完成各种任务。2型综合讲座---人造卫星机器人2型综合讲座---机器人寻光2型综合讲座---机器人爬坡比赛2型综合讲座---警察抓小偷2型综合讲座---机器人相扑比赛2型综合讲座---机器人拔河比赛2型综合讲座---机器人过断桥2型综合讲座---八.通用机器人进入课堂教学北京市东城区小学
信息技术课教材
黑龙江省小学信息技术课教材教材北京市东城区作为国家“十五”重点课题《现代信息技术促进教育发展的实验研究》的实验区,东城区信息中心编写了“小小智能机器人”小学版教材,中学版教材正在编写;黑龙江省教育学院初教部编写了全省用的小学教材;江西省编写了中学版教材,这3套教材2003年9月开学开始使用。还有一些省市地区的教材正在编写中。欢迎各地教委选用这些教材,或者我公司提供机器人方面的资料,各地组织编写当地的教材。
江西省初中信息技术课教材2型综合讲座---2.机器人进入课堂教学
北京市东城区非常重视机器人的普及和推广工作,目前有北京市府学胡同小学、北京市灯市口小学、北京市朝阳门小学、北京景山学校分部、北京市东四九条小学、北京市第六十五中学等学校进入课堂教学。
2003年9月26日中央教科所国家十五重点课题《现代信息技术促进教育教学发展》研究课题研讨会上,北京市灯市口小学做了一节《帮助机器人回家》的观摩课,非常成功。中央教科所张家全教授、北京市基教研中心的王振强主任、北京市东城区教委马杏芳主任给予高度评价,认为低档次的计算机环境(586166的计算机教室)也能做出高水平的课程,这种教学模式应该大力推广。2型综合讲座---老师在讲授通用机器人控制程序通用机器人观摩课学生们在编写通用机器人控制程序2型综合讲座---
北京市府学胡同小学的领导班子重视信息课教学工作,建成了有52台机器人的设备齐全的机器人专用教室。通用机器人教室全景机器人灭火比赛场地通用机器人专用教室通用机器人教室通用机器人储藏、充电柜机器人足球比赛场地2型综合讲座---“通用ROBOT教学用机器人”专用教室配置方案(以班容量40人为例,仅供参考)项目配置要求、技术指标及规范数量备注教学用机器人含移动车、前左右避障、1个相对光电模块、使用手册、下载线、充电器42台学生1人一机,教师2台灭火模块含前左右避障、寻找火焰、风扇灭火功能2个用于灭火比赛、教学灭火场地2.5M*2.5M模拟4个房间1个灭火比赛环境足球模块含前左右避障、寻找发光球、挡球或推球功能6个用于足球比赛、教学机器人足球小电珠的发光球1套机器人足球足球充电器1个足球比赛场地2.4M*1.6M黑白渐变的写真纸及四框1个足球比赛环境声控模块灭火、足球比赛声控启动必选6个绝对光电模块灭火比赛必选6个模拟光电模块足球比赛必选6个教学用机器人散件含移动车、前左右避障、1个相对光电模块、使用手册、下载线、充电器2套教师指导学生自己组装机器人2型综合讲座---3.机器人课外活动小组学生在组装通用机器人学生在进行通用机器人外型创新设计与制作学生正在编写通用机器人控制程序老师正在指导学生调试通用机器人2型综合讲座---
“通用ROBOT教学用机器人”从面世以来,被大家所接受,到目前为止,在全国各地大约有300余所学校选用“通用ROBOT教学用机器人”开展课外小组活动。如:北京市第六十五中学、北京市灯市口小学、北京市第179中学、北京市景山学校分部、北京市永乐二中、北京市西总布小学、北京市和平里九小、北京广渠门中学、北京机场路中学、北京陈经伦中学、北京市龙爪树小学等。济南市实验初级中学、济南市育英中学、济南市五中、济南市解放路第一小学、章丘市二职、章丘市实验小学、石家庄西雅小学、湖北省华东师大附中、湖北省葛洲坝中学、湖北省襄樊五中、四川巴蜀中学、山东省济南市胜利大街小学、湖北省孝感高中等。2型综合讲座---“通用ROBOT教学用机器人”活动小组配置方案(以一个小组6人为例,仅供参考)
项目配置要求、技术指标及规范数量备注教学用机器人含移动车、前左右避障、1个相对光电模块、使用手册、下载线、充电器8台学生1人一机,教师2台灭火模块含前左右避障、寻找火焰、风扇灭火功能2个用于灭火比赛、教学灭火场地2.5M*2.5M模拟4个房间1个灭火比赛环境足球模块含前左右避障、寻找发光球、挡球或推球功能6个用于足球比赛、教学机器人足球小电珠的发光球1套机器人足球足球充电器1个足球比赛场地2.4M*1.6M黑白渐变的写真纸及四框1个足球比赛环境声控模块灭火、足球比赛声控启动必选6个绝对光电模块灭火比赛必选6个模拟光电模块足球比赛必选6个教学用机器人散件含移动车、前左右避障、1个相对光电模块、使用手册、下载线、充电器2套教师指导学生自己组装机器人2型综合讲座---
北京市第65中学机器人课外活动小组的学生在北京市第21届爱科学月开幕式上表演机器人创新项目—机器人接力赛2型综合讲座---
通用机器人网站-2型综合讲座---北京市东城区机器人教学网站2型综合讲座---九.通用机器人模块(一)机器人主板功能用途
通用机器人主板是通用机器人的主要部件,与计算机的主板类似。我们通过计算机发出的指令就是传送给CPU,驱动输入输出端口,完成不同的功能,在运动控制模块中。可以通过程序直接向通用机器人发出“运动命令”既前进,后退,左转,右转,停止几个简单的命令。运动控制模块直接嵌入主板上,即主板的初始功能。2型综合讲座---(二)机器人传动部件
通用机器人的驱动部分可以采用履带、双轮或四轮驱动,如图所示。你也可以将家中闲置的遥控车改装,作为机器人的传动部件,创作属于你个人的机器人。2型综合讲座---(三)机器人动力能源
为了节省资源通用机器人使用的是可充电的镍镉电池,机器人所需要的一切电能均是由它提供的,其充电方式和性能指标如图所示。2型综合讲座---功能介绍:
机器人可通过“红外发射与接收器”来判断前方、左面、右面是否有障碍物。利用避障模块的可以判断障碍物的这一特性,你完全可以在有障碍物的情况下让机器人做自己想做的动作,利用避障模块的最主要作用就是实现走迷宫。
(四)机器人避障模块2型综合讲座---(五)相对光电模块绝对光电模块功能用途:
相对光电模块采用了窗口比较技术和辅助光源技术,对环境光的变化有较好的抑制作用。相对光电模块可以识别色差走规定路线。绝对光电可以识别不同的颜色(如黑色呈现高电平,白色呈现低电平),利用它的这一特性我们可以让机器人作很多种动作,利用左侧和右侧的接受光强不一致,也可以让机器人走规定路线。2型综合讲座---(六)声控模块功能用途:
声控模块的主要功能是利用声音来控制机器人的运动,例如机器人跳舞就可以利用声控模块来实现。(七)稳压模块功能用途:
稳压模块控制电路的线流,使模块的性能不会因为电量的改变而改变,比如说避障模块,在没有稳压模块的情况下,避障距离会因为电量的减少而逐步变小,加上稳压模块后,无论电量为多少,避障距离始终保持不变。2型综合讲座---十.比赛活动及其他北京市通用依耐特技术开发有限公司总经理黄敏女士向北京市教委主任耿学超先生汇报通用机器人在教学中的应用1.2002年12月10日-12日,在北京国际会展中心举办首届“北京市中小学信息技术成果展”2型综合讲座---2.2003年3月9日在中国科技馆举行“全国中小学信息技术创新与实践活动北京地区邀请赛”机器人在灭火我的通用机器人获奖了2型综合讲座---智能机器人(中学组)灭火比赛特等奖、走规定图形一等奖得主,师大二附中曲鸣川(使用通用机器人)获奖情况智能机器人(小学组)比赛特等奖得主,灯式口小学黄叒(灭火比赛)(使用通用机器人)2型综合讲座---2002年7月《全国中小学信息技术创新与实践活动》组委会将“通用ROBOT教学用机器人”作为该活动的指定产品。2003年4月12日—13日,首届“全国中小学信息技术创新与实践活动”决赛及表彰大会在中国科技馆举行,智能机器人比赛项目包括走规定图形、灭火及创新比赛,在这次比赛中有通用机器人、乐高机器人、广茂达机器人、德利发机器人、自制的机器人参加,这也是第一次不同的机器人在一个平台上进行比赛,通用机器人取得较好的成绩。2型综合讲座---媒体对首届“中小学信息技术创新与实践活动”的报道2型综合讲座---“通用机器人”在走规定图形2型综合讲座---2型综合讲座---中学组规定图形比赛场地示意图2型综合讲座---2型综合讲座---5.2003年12月6日石家庄市青少年第二届电脑机器人竞赛活动
石家庄市青少年第二届电脑机器人竞赛于昨天上午在市第41中学举行。本次比赛由石家庄市科学技术协会和市教育局联合举办,目的是为了培养青少年科技创新精神和动手实践能力,把现代化的科学技术知识引入中小学科技教育活动,鼓励更多的青少年机器人爱好者搞小发明、小创造,激发广大青少年学习、探索科学文化知识,掌握和运用有关的电子信息技术,提高他们的科学素质。此次竞赛设置的项目有机器人轨迹、机器人爬楼梯、机器人灭火、机器人竞走和机器人足球比赛。来自全市16所学校的80名中小学生组成了21只代表队参加了此次竞赛。2型综合讲座---小选手调试机器人寻找轨迹机器人竞速比赛机器人灭火比赛石家庄市青少年第二届电脑机器人竞赛2型综合讲座---5.中国青少年电脑机器人竞赛
比赛场地规格:机器人轨迹比赛的场地为一块长2.4米,宽1.6米的白色的木质板,板面上将贴有一条2—2.5厘米宽的黑色轨迹线。此条黑色轨迹线由直线、圆弧、隧道(长30厘米,宽20厘米,隧道高20厘米)、拱形斜坡(坡长40厘米,宽20厘米,坡高3-5厘米)和其它曲线组成,场地中间圆形图形的直径为90厘米。具体比赛场地的轨迹图形、障碍设计与要求、各区域的色彩搭配将由组委会在赛前确定。小学组常规比赛规则:机器人轨迹比赛2型综合讲座---2型综合讲座---第五届“全国中小学电脑制作活动”教育部基础教育课程教材发展中心组织的一年一次的全国中小学电脑制作比赛—智能机器人比赛项目(灭火比赛、足球比赛)。第四届智能机器人项目的比赛因非典原因没有进行,现在各省市都在抓紧筹备第五届比赛的准备工作。第五届“全国中小学电脑制作活动”指导文件中对参赛机器人的品牌没有指定,欢迎全国各地组队踊跃参加智能机器人比赛项目,详细内容请浏览教育部课程发展中心网站,网址:
2型综合讲座---第二届“全国中小学信息技术创新与实践活动”第二届“全国中小学信息技术创新与实践活动”大赛已经启动,由教育部网络科技时代杂志社承办,智能机器人有机器人灭火、机器人足球、机器人创新项目的比赛。欢迎全国各地组队参加智能机器人的比赛项目,有关比赛详细内容请浏览网络科技时代杂志社网站,网址:2型综合讲座---第四届中国青少年电脑机器人竞赛
中国青少年电脑机器人竞赛活动是在青少年电子、信息技术不断普及应用的基础上,逐步兴起的一项全国性青少年科普教育活动。它是中国科协在21世纪青少年科技创新活动中着力创建和打造的一个崭新品牌。中国青少年电脑机器人竞赛是以弘扬科学技术,突显创造与创新,强化团队贡献,培养科学素质,关联当今世界面临的问题与机遇为宗旨。网址:2型综合讲座---与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较1)采用适用于初学者和青少年学习使用的BASIC语言编写程序以控制机器人的运动,将中小学信息技术课程中的程序设计教学内容与智能机器人的知识和技能的教学有机地结合起来,有利于在我国中小学开展智能机器人的普及活动。
其他产品有的用C语言,有的用视窗流程图等取代计算机高级语言程序设计。专家认为,其作法不符合青少年的学习心理,也不符合基础教育中的信息技术教学目标。
2型综合讲座---2)“通用机器人”操作非常简便。用随机带有的电缆与计算机端口连接,可直接从计算机上下载程序,并可离线运行。
其他产品有的不能离线,有的操作比较复杂。3)“通用机器人”主板是可以安装在任意履带双轮或四轮的运动模型上,具有开放性。学生可以自己动手改装家中原有的玩具遥控车,加上“通用机器人”主板和传感器组装属于自己的机器人。
其他产品都是固定外型,不宜学生自己组装机械部分。2型综合讲座---4)“通用机器人”对计算机硬件环境要求不高,高、中、低各种档次的计算机都可以编辑、运行其使用的程序,提高了计算机的使用效益其他产品一般对运行环境要求比较严格。5)“通用机器人”的零售价格低,普通的学校和一般学生都能买的起,便于普及和发展。
其他多数产品价格偏高2型综合讲座---信息技术课、综合实践课的最佳教学平台
---通用6型机器人即将问世能参加国内、外机器人灭火竞赛能参加国内、外机器人足球竞赛支持学生参与多种创新与实践活动附赠多语言教学光盘2型综合讲座---
程序设计2004年01月2型综合讲座---一、通用ROBOT教学用机器人的运行环境通用ROBOT教学用机器人使用的BASIC单片机,采用美国Microchip公司的PIC16C57单片机注入单片机BASIC语言解释程序,它兼有单片机的实用、低价、省电、小巧和BASIC编程的易学易用的特点,免去了用单片机的汇编语言开发应用程序的艰辛。
1.固化在CPU内部的BASIC解释程序,提供了31个语句。
2.具有16位双向可独立编程(I/O)口,BASIC语言支持多种I/O操作。
3.工作速度:在20MHz的系统时钟下,每秒可执行8000条以上的BASIC语句。
4.BASIC源程序存放在外接的24C16B串行EEPROM。EEPROM的容量为2K字节,约可存放600~800条语句。当与PC机连接时,可以在线下载、修改和调试BASIC源程序。2型综合讲座---二、启动DOS操作系统通用机器人的软件是基于DOS操作系统的,要启动通用机器人软件,首先应先进入DOS操作系统:1)有以下几种进入DOS操作系统的方法:a.在WINDOWS窗口中工作时,切换请在关闭WINDOWS操作系统时,选择“重新启动计算机并切换到MS-DOS方式”。b.在开机时不进入WINDOWS操作系统,而应按F8键选择菜单的第5项,切换到MS-DOS方式。c.用DOS启动盘直接进入DOS系统。2型综合讲座---进入DOS系统后,首先将当前盘符C:改变成软件所在盘符⑴在提示符D:>的后面键入CDTYBASIC并回车进入BASIC所在的文件夹。要启动通用机器人软件,首先应先进入DOS操作系统2型综合讲座---⑵直接键入可执行文件TYBASIC,敲入回车键后进入编辑窗口。
快捷键提示
程序编辑区
快捷键提示
2型综合讲座---2.窗口操作⑴窗口上方快捷键提示
Alt/R下载并运行TYBASIC程序
Alt/L载入文件至编辑缓冲区
Alt/S保存编辑缓冲区中的内容至文件
Alt/F寻找一个字符串
Alt/N再次寻找
Alt/Q退出TYBASIC⑵窗口下方常用编辑键的提示:
Shift:加上光标↑↓←→移动键成为标记块的操作键。
Alt/X:删去标记块
Alt/C:标记块拷入剪接板
Alt/V:将剪接板的内容粘贴(插入)到当前光标位置
TYBASIC系统是基于PC-DOS的操作系统,一切的操作只能用键盘控制。2型综合讲座---四、应用实例要实现某一个功能,需要在按下ALT键的同时敲命令的第一个字母。1.打开一个编辑好的程序⑴在按下ALT键的同时敲“Load“命令的第一个字母L,此时在编辑窗口出现一个打开程序的对话框。2型综合讲座---⑵输入演奏音乐的程序M-TYSG.BAS,敲回车键。2型综合讲座---⑶演奏音乐《同一首歌》的程序就会出现在编辑区。2型综合讲座---2.保存已经编辑好的程序。⑴在按下ALT键的同时敲“Save”命令的第一个字母键S,此时在编辑窗口出现一个保存程序的对话框。2型综合讲座---⑵在光标闪烁处输入文件名MUSIC.BAS,当敲入回车键后,程序就会以MUSIC.BAS的新名子保存起来。
2型综合讲座---3.运行已编辑好的程序⑴连接好通用机器人A将通用机器人数据下载线的连接打印机口插入计算机的打印机插座。连接数据下载口插头插入通用机器人数据下载口。B将通用机器人正确的拿在手中,打开电源开关。通用机器人后部的正确拿法
底部的正确拿法
2型综合讲座---2.运行已编辑好的程序A.在按下ALT键的同时敲命令的第一个字母键R。B.程序运行后,先进行语法检查。检查源程序的所有语句是否符合TYBASIC的语法,包括FOR-NEXT嵌套的限制(8级)、子程序的限制(16个)和源程序是否超出EEPROM(可擦除只读存储器)的空间(包括源程序中对EEPROM数据空间的使用)。C.下载程序
TYBASIC程序与CPU板联络,出现一个联络窗口,如果联络不成功,那么联络窗口中会提示:
ERROR◆HardwarenotFound
2型综合讲座---D.此时按任意键,将返回编辑。如果联络成功,将下载代码和数据。若下载成功,小窗中的灰块变色,其中白色小块指示空闲的EPROM空间;红色块表示程序已用的EEPROM空间。
2型综合讲座---五、退出TYBASIC
如果要退出TYBASIC,只要按Alt+Q键,就可以退出TYBASIC,返回DOS操作系统。如果你正在编辑一个程序,并且没有保存,那么它会弹出小窗,提示你是否保存这一修改,你可按Y保存修改后退出,或按N放弃修改退出,或按Esc键取消退出而重新编辑程序。
2型综合讲座---一、机器人走图形通用机器人的控制面板一共有16个I/O(输入输出)口,打开不同的I/O口,通用机器人会有不同的反应,本模块直接嵌入主板上,即主板的初始功能。我们可以通过编程序,直接向通用机器人发出“运动命令”,如前进,后退,左转,右转,停止命令,就可实现让机器人走各种图形的表演。
机器人走图形2型综合讲座---二、编程基础1.常量常量:在程序运行中,其值不变的数据。⑴数值常量:与数学中的“常数”概念相同。⑵字符串常量:用双引号“”括起来的字符(字母、数字、符号)。
TYBASIC的常数可以是数值或字符(串)。数值可以用三种进位制表示:十进制、十六进制和二进制。表示十进制数值的数字不加任何符号,按常规书写即可;十六进制要在最高位数字前加美元符号$;二进制则加百分号%。字符(串)用双引号括起来。
100十进制100$64十六进制64,相当于十进制100%01100100二进制,相当于十进制100“A"字符A,相当于A的ASCII码65$AA十六进制数AA,相当于十进制1702型综合讲座---2.变量变量:用字符(变量名)表示的,可以取不同值的量。
TYBASIC为所有变量事先赋予一个名字(称为预定义名)。⑴通用变量变量W0~W13(字变量,允许值为0~65535)、B0~B27(字节变量,允许值为0~255)和BIT0~BIT31(位变量,允许值为0和1)是通用的变量,可以作为一般变量使用。2型综合讲座---字变量字节变量位变量PINWPINB0PIN0~PIN7PINB1PIN8~PIN15DIRWDIRB0DIR0~DIR7DIRB1DIR8~DIR15W0B0BIT0~BIT7B1BIT8~BIT15W1B2BIT16~BIT23B3BIT24~BIT31W2B4B5W3B6B7
2型综合讲座---⑵专用变量①专用变量1DIRB0、DIRB1专用变量【格式】DIRB0=<变量值>或DIRB1=<变量值>【功能】对CPU的I/O口的方向控制的缓冲【说明】对其中的某位写入0,对应的引脚就被设定为输入,反之为输出。在执行后续的每一语句之前,这个字节的数据被送入P0~P15的方向控制寄存器。
【应用】l
DIRB0=%00011111;从右向左,将I/O口的0、1、2、3、4五个引脚设为输出,5、6、7三个引脚为设为输入。l
DIRB1=%00001111;从右向左,将I/O口的8、9、10、11四个引脚设为输出,12、13、14、15四个引脚设为输入。l
DIRB0控制I/O口的0~7引脚,DIRB1控制I/O口的8~15引脚。2型综合讲座---②专用变量2PINB0、PINB1专用变量【格式】PINB0=<变量>或PINB1=<变量>【功能】不同的变量打开不同的输出口【说明】l
变量值可以是二进制、十进制、十六进制的具体数值,其具体数值是按照打开不同的管脚而确定的。l
在执行后续的每个语句之前,将该字节的数据写入P0~P15。【应用】l
PINB0=%00010101;从右向左,将I/O口的0、2、4三个引脚设为打开,1,3,5、6、7五个引脚为设为关闭。PINB1=%00001111;从右向左,将I/O口的8、9、10、11四个引脚设为打开,12、13、14、15四个引脚设为关闭。
2型综合讲座---PINB0控制I/O口的0--7引脚,PINB1控制I/O口的8--15引脚。2型综合讲座---编程序1基本语句⑴暂停语句【格式】PAUSE时间【功能】暂时停止程序的执行,或是延迟一段时间。【说明】1.在让机器人运动时,是通过时间的长短来控制机器人前进、后退的距离,以及左、右转动的角度。
2.时间的具体值就是指时间的长短,它可以精确到毫秒。【应用】PAUSE1000此语句的意思是延时时间设为1秒。(2)结束语句【格式】END【功能】终止运行2型综合讲座---2编程序⑴前进:FDdirb0=%00011111(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚
设为输出,其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零<0为十进制>)pinb0=%00010101(前进)pause1000(前进1秒)pinb0=%00000000(停止<%00000000为二进制>)end(结束)2型综合讲座---⑵后退:BKdirb0=%00011111(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚
设为输出,其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零)pinb0=%00011010(后退)pause1000(后退1秒)pinb0=%00000000(停止)end(结束)
2型综合讲座---⑶左转:LTdirb0=%00011111
(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚设
为输出,其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零)pinb0=%00010100(左转)pause1000(左转1秒)pinb0=%00000000(停止)end(结束)2型综合讲座---⑷右转:RTdirb0=%00011111(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚
设为输出,其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零)pinb0=%00010001(右转)pause1000(右转1秒)pinb0=%00000000(停止)end(结束)2型综合讲座---(5)原地左转dirb0=%00011111(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚
设为输出,其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零)pinb0=%00010110(原地左转)pause1000(原地左转延时1秒)pinb0=%00000000(停止)end(结束)
2型综合讲座---(6)原地右转dirb0=%00011111(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚
设为输出,其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零)pinb0=%00011001(原地右转)pause1000(原地右转延时1秒)pinb0=%00000000(停止)end(结束)2型综合讲座---机器人走正方形
1.编程序:走正方形的一条边dirb0=%00011111pinb0=0pause1000(停止1秒)pinb0=%00010101(前进)pause400(前进400毫秒)pinb0=%00000000(停止)pause1000(停止1秒)pinb0=%00010100(左转)pause500(左转500毫秒)pinb0=%00000000(停止)pause1000(停止1秒)一边2型综合讲座---二、循环语句1.循环语句【格式】FOR循环变量=初值TO终值STEP步长…………循环体……NEXT变量FOR循环说明语句(循环入口)NEXT循环终值语句(循环出口)【功能】循环语句用来执行固定次数的重复动作。【说明】1.循环变量的初值、终值和步长均可以是常数或变量2.当步长为1时,STEP可以省略。3.FOR/NEXT需同时使用缺一不可,循环变量名要一致。4.循环的嵌套层数不超过8层。2型综合讲座---用循环语句走正方形:
1.流程图2型综合讲座---2.编程序dirb0=%00011111(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚
设为输出,其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零)pause1000(停止1秒)forb3=1To4(循环变量b3初值为1,终值为4)pinb0=%00010101(前进)
pause400(前进400毫秒)
pinb0=%00000000(停止)pause1000(停止1秒)pinb0=%00010100(左转)
pause500(左转500毫秒)
pinb0=%00000000(停止)pause1000(停止1秒)nextb3(循环终端语句)pinb0=%00000000(停止)end(结束)2型综合讲座---调整机器人运动的速度1)调整机器人运动的速度在编写通用机器人运动程序时你会发现,你手中的通用机器人运动速度很快。机器人运动的越快,其运行的轨迹偏离预定路线越大。在机器人运动时,不断调整送给pin4(调制脉冲)口的参数,即可实现调速的功能。2型综合讲座---⑵程序:
dirb0=%00011111
(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚设
为输出,其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零)pause1000(延时1秒)
pinb0=%00000101
(驱动左电机正转的引脚0和驱动右电机
正转的引脚2打开,调制脉冲引脚4不打开)forb3=1to20(循环20次)
pin4=1(打开调制脉冲口)
pause20(打开调制脉冲口延时20毫秒)
pin4=0(关断调制脉冲口)
pause30(关断调制脉冲口延时30毫秒)nextb3pinb0=%00000000(停止)
end(结束)
2型综合讲座---声音语句【格式】SOUND引脚号,(声调,持续时间,声调,持续时间,……)【功能】在指定的持续时间内发出给定的声调的声音。【说明】⑴本模块已集成在通用机器人主板的PIN8端口。⑵声调为0-127(0为休止符,1-127分别发出127种频率的声音),实际应用中,可适当改变声音的频率来校正音准。2型综合讲座---⑶简谱和声音频率对照表
低音1234567
8387919497101105中音1234567
106108109111113115116高音1234567
117118119120121122123⑷持续时间:时间值:1约为1.3毫秒⑸全音符和持续时间对照表
全音符1/2音符1/4音符1/8音符持续时间1306030152型综合讲座---无条件转移语句【格式】GOTO行标号【功能】无条件地转向指定的行标号去执行程序。【说明】⑴标号是表示某一地址的符号。⑵标号以冒号结束,并且出现在执行语句的前面,而不能出现在不可执行语句前。2型综合讲座---通用机器人演奏1、2、3、4、5、6、7【程序】:dirb0=%00011111pinb0=0dirb1=%00001111pinb1=0music:sound8,(83,60)sound8,(87,60)sound8,(91,60)sound8,(94,60)sound8,(97,60)sound8,(101,60)sound8,(105,60)gotomusic2型综合讲座---演奏“同一首歌”:【程序】:dirb0=%00011111pinb0=0dirb1=%00001111pinb1=0music:sound8,(97,60,106,30,108,30,110,45,111,15,110,30,
106,30)sound8,(108,60,106,30,101,30,106,130)sound8,(97,60,106,30,108,30,110,30,110,15,111,15,
113,30,106,30)sound8,(111,45,110,15,113,30,108,15,110,15,108,130)sound8,(110,60,113,30,117,30,116,45,115,15,115,60)sound8,(113,30,113,15,115,15,116,30,115,15,113,15,
110,130)sound8,(111,45,111,15,113,30,115,30,113,30,111,15,
110,15,108,60)sound8,(104,30,104,15,101,15,97,30,101,30,106,130)gotomusicend2型综合讲座---分支语句IF……THEN……【格式】IF条件表达式THEN标号【功能】根据条件表达式是否成立,决定程序的流向。【说明】⑴在条件语句中,条件表达式的值如果为真,那么转到给定的标号去执行程序,否则执行条件语句的下一个语句。⑵条件表达式可以是算术表达式、关系表达式、逻辑表达式等等。①算术表达式:算术运算符:+(加)、-(减)、*(乘)、/(除)、^(乘方)、(、)圆括号算术表达式:用算术运算符和括号,将常量、变量和函数连接起来的式子。2型综合讲座---②关系表达式关系运算符:=(等于)、<>(不等于)、=>或>=(大于等
于)、=<或<=(小于等于)、>、(大于)、
<(小于)。关系表达式:用关系运算符把两个算术表达式连接起来的
式子。关系表达式的运算结果是一个逻辑值,逻辑值只有两个,真(1)和假(0)。条件成立,其值为真,条件不成立,其值为假。③逻辑表达式逻辑运算符:AND(与)、OR(或)逻辑表达式:用逻辑运算符把多个关系表达式连接起来的
式子。逻辑表达式的运算结果是一个逻辑值。运算结果如下:AANDB只有A为真,B为真,逻辑表达式为真。AORBA和B中只要一个为真,逻辑表达式为真。2型综合讲座---利用条件判断走正方形⑴.流程图:2型综合讲座---⑵编程序:dirb0=%00011111(I/O口的0、1、2、3、4五个引脚设为输出,
其余三个引脚为输入)pinb0=0(变量清零)b3=0(变量清零)pause1000(延时1秒)zfx:(行标号)pinb0=%00010101(前进)pause400(前进400毫秒)pinb0=%00000000(停止)pause1000(停止1秒)pinb0=%00010100(左转)pause500(左转500毫秒)pinb0=%00000000(停止)pause1000(停止1秒)b3=b3+1(变量加1)Ifb3<4Thenzfx(当变量b3小于4程序转到行标号zfx执行,
否则转下一个语句)pinb0=%000000000(停止)end(结束)2型综合讲座---多分支语句【格式】BRANCH变量,(标号0,标号1,…,标号n)【功能】多分支语句根据变量的值转向不同的标号。【说明】⑴如果变量的值为零,那么转至标号0;为1转至标号1,依此类推。如果变量的值大于n,那么执行下一条语句。⑵这个语句用于那些需要根据某一变量的值进行不同处理的场合,这样就可以用多分支语句分别转到几个不同的标号。2型综合讲座---程序dirb0=%00011111pinb0=0dirb1=%00011111pinb1=0b2=0loop:branchb2,(st0,st1,st2,st3,st4)sound8,(83,120,87,120,91,120,94,120,97,120)endst0:sound8,(83,120)b2=b2+1gotoloopst1:sound8,(87,120)b2=b2+1gotoloopst2:sound8,(91,120)b2=b2+1gotoloopst3:sound8,(94,120)b2=b2+1gotoloop:st4:sound8,(97,120)b2=b2+1gotoloop2型综合讲座---红外线传感器1.红外发射器红外发射器可以发出红外线,如果有障碍物,该障碍物将红外线反射回来。2.红外接收器红外接收器是一种接收设备。它检测从障碍物反射回来的红外线。红外接收器有各种不同的工作方式。红外接收器在在接收到红外线时,该接收器将被激活。3.红外线传感器通用机器人的红外线传感器具有很好的避障功能,它是由红外线发射管、红外线接收管组成,红外线传感器的检测距离可在10—30cm之间选择,当红外线发射管发出的红外线,遇到障碍物将红外线反射回来,该接收管接收后将被激活。通用机器人在机身的前面、左面、右面三个不同方位各安装了一个红外线传感器,可以实现三个方向的避障,因此可以用它来走迷宫。2型综合讲座---流程图
机器人躲避障碍机器人避开正前方障碍物2型综合讲座---程序dirb0=%00011111pinb0=0loop:Ifpin5=0thenzz(如果前避障有信号,则执行zz)pinb0=%00010101(前进)pause200(前进延时200毫秒)
pinb0=%00000000(停止)pause500(停止延时500毫秒)gotoloop(无条件地转向标号loop)zz:(行标号)pinb0=%00010110(原地左转)pause300(原地左转延时300毫秒)pinb0=0(停止)pause500(停止延时500毫秒)gotoloop(无条件地转向标号loop)
2型综合讲座---机器人躲避障碍物的完整程序条件判断语句逐级进行判断通用机器人躲避正前方及左、右两边障碍物的完整程序:⑴程序分析:①避障头的情况:PIN5=0——前避障头有信号
PIN6=0——左避障头有信号
PIN7=0——右避障头有信号②通用机器人前进,PIN5=0(前避障头检测到信号)的情况:
当PIN6=0PIN7=0通用机器人原地右转调头,返回继续判断。
当PIN6=0PIN7≠0通用机器人原地右转,返回继续判断。当PIN6≠0PIN7=0通用机器人原地左转,返回继续判断。当PIN6≠0PIN7≠0通用机器人原地左转,返回继续判断③通用机器人前进,PIN5≠0(前避障头没检测到信号)的情况:
当PIN6=0PIN7=0通用机器人前进,返回继续判断。
当PIN6=0PIN7≠0通用机器人原地右转,返回继续判断。
当PIN6≠0PIN7=0通用机器人原地左转,返回继续判断。
当PIN6≠0PIN7≠0
通用机器人前进,返回继续判断2型综合讲座---流程图
2型综合讲座---程序dirb0=%00011111pinb0=0Loop:
Ifpin5=0thenpd1
(前避障头有信号,转到判断1)Ifpin6=0thenpd2
(前避障头没有信号,左避障头有信号,转到判断2)Ifpin7=0thenlt
(前避障头没有信号,左避障头没信号,右避障头有信号转到原地左转)gotofdpd1:Ifpin6=0thenpd3
(左避障头有信号,转到判断3)Ifpin7=0thenlt
(左避障头没有信号,右避障头有信号,转到原地左转)gotortpd2:Ifpin7=0thenfd
(右避障头有信号,转到原地左转)gotortpd3:Ifpin7=0thenrt
(右避障头有信号,转到原地右转)gotort2型综合讲座---fd:
pinb0=%00000101pin4=1pause10pin4=0pause20gotolooplt:
pinb0=%00000110pin4=1pause20pin4=0pause30gotolooprt:
pinb0=%00001001pin4=1pause20pin4=0pause30gotoloopend前进原地左转
原地右转2型综合讲座---程序分析:当通用机器人前进,PIN5=0(前避障头检测到信号)的情况:有四种①pin5=0Andpin6=0Andpin7=0②pin5=0Andpin6=0Andpin7<>0③pin5=0Andpin6<>0Andpin7=0④pin5=0Andpin6<>0Andpin7<>0
通用机器人前进,PIN5≠0(前避障头没检测到信号)的情况:有四种①pin5<>0Andpin6=0Andpin7=0②pin5<>0Andpin6=0Andpin7<>0③pin5<>0Andpin6<>0Andpin7=0④pin5<>0Andpin6<>0Andpin7<>0将这8种情况全部列出,每种情况之间用逻辑运算符AND连接,由通用机器人进行判断,做出相应的反应。2型综合讲座---流程图
2型综合讲座---编程序dirb0=%00011111pinb0=0Loop:
Ifpin5=0Andpin6=0Andpin7=0ThenrtIfpin5=0Andpin6=0Andpin7<>0ThenrtIfpin5=0Andpin6<>0Andpin7=0ThenltIfpin5=0Andpin6<>0Andpin7<>0ThenrtIfpin5<>0Andpin6=0Andpin7=0ThenfdIfpin5<>0Andpin6=0Andpin7<>0ThenrtIfpin5<>0Andpin6<>0Andpin7=0ThenltIfpin5<>0Andpin6<>0Andpin7<>0Thenfdgotoloop2型综合讲座---fd:pinb0=%00000101pin4=1pause50pin4=0pause30gotolooplt:pinb0=%00000110pin4=1
pause50pin4=0pause30gotolooprt:pinb0=%00001001pin4=1pause50pin4=0pause30gotoloopend原地前进原地左转原地右转2型综合讲座---dirb0=%00011111pinb0=0loop: b0=0 ifpin5=0thenzb011a20: ifpin6=0thenzb001a30: if
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