06[机器人课堂RCX、NXT编程]第六章RCX编程.pdf

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1、机器人课堂Page1of10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

2、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、

3、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RC

4、X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

5、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

6、设置从PC上下载它。乐高固件是在你安装MINDSTORMSCD-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Page2of10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

7、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RCX，就必须重新下载固件。关掉RCX电源后，电池仍为RAM提供电能，以保证固件不丢失，这就是为什么关掉电源后RCX仍会消耗电池的原因。所以，如果几天之内不使用RCX，我们建议你拿出电池，以节约干电池。但是，这样的话，如果你下次需要使用RCX时，就必须重新下载固件。我们从顶层到底层总结一下整个过程：l通过安装在PC机上的MINDS

8、TORMS软件，用RCX码编写程序。lRCX码把你的程序自动翻译简洁的字节码格式。l通过与PC相连的IR装置——红外发射仪IR——到RCX，通过这一途径，将程序字节码传输到RCX的RAM中。l固件将字节码翻译成机器代码指令，即让ROM码程序去运行标准操作系统。RCX处理器执行机器码。这些步骤大部分对用户是隐藏起来的，用户只是在PC上编写程序，下载到RCX上，按下RCX上RUN按纽，然后看程序执行。6.2.1可编程积木家族RCX是LEGO可编