VEX机器人创新编程设计

本书主要有如下特色：
1.本书凝聚了编者指导学生参赛的诸多经验，系统总结了在RobotC软件中利用C语言对VEX机器人进行编程和设计的方法、技巧及注意事项；
2.丰富有趣的实战案例让你更直观更具体地感受VEX机器人的魅力和乐趣，同时能够发挥你的想象力，通过编程设计自己的机器人系统，控制它实现各种各样的功能；
3.全彩图解的形式，通俗易懂的语言，同时提供书中全部源程序下载，给读者带去更好的学习体验。

VEX机器人是一款国际上广泛使用的机器人产品，越来越多的中小学开设有相关的课程。它通常采用C语言编程，是孩子们了解和掌握人工智能技术的好工具。
本书首先介绍了VEX机器人的硬件组成模块，接着讲解了C语言的基础知识，然后选用适合中小学生使用的RobotC开发环境，一步步讲解了利用RobotC进行编程开发的技巧，再深入到控制算法的使用，最后通过一系列有趣的机器人设计开发案例加以运用，由点到面给孩子以启发。
本书力图拓宽学生的视野，将学科知识与项目活动相结合，从而成为中小学生STEM教育课程的一种尝试与探索。本书适合机器人爱好者、中小学生创客师生等自学使用，也可作为相关培训机构的教学参考用书。

第1章VEX机器人介绍
1.1 VEX常用传感器 002
1.1.1 数字量传感器 002
1.1.2 模拟量传感器 004
1.2 VEX主控 007
1.3 VEX遥控 009
1.3.1 模拟量控制 010
1.3.2 数字量控制 010
1.3.3 伙伴遥控 011
1.4 Wi-Fi模块 011
1.5 电动系统 012
1.5.1 电机 012
1.5.2 电机控制器 013
1.5.3 电源扩展器 013
1.6 气动系统 014
1.6.1 气动配件 015
1.6.2 气缸 015
1.6.3 电磁阀 015
第2章RobotC教程
2.1 RobotC简介 016
2.2 软件及驱动安装 017
2.3 界面认识 018
2.4 RobotC软件设置 018
2.5 新建c和h文件 019
2.6 下载程序 020
2.6.1 机器人连接电脑 020
2.6.2 下载并运行程序 021
2.7 定义主控接口 022
2.7.1 电机接口 022
2.7.2 模拟量接口 023
2.7.3 数字量接口 024
2.7.4 I2C接口 026
2.7.5 UART接口 027
2.7.6 SP接口 028
2.8 设置电机转动的功率motor[ ] 028
2.8.1 电机功率与转动关系 028
2.8.2 控制电机功率 028
2.8.3 读取电机功率 030
2.9 延时函数 030
2.10 使用遥控器vexRT[ ] 031
2.10.1 获取按键的值 032
2.10.2 获取摇杆的值 033
2.10.3 获取遥控内置加速度计的值 034
2.10.4 获取伙伴遥控器的遥控数据 035
2.11 使用传感器SensorValue[ ] 037
2.11.1 读取传感器值的方法 037
2.11.2 限位开关、触碰开关、跳线 038
2.11.3 超声波 041
2.11.4 普通双向编码器 043
2.11.5 集成双向编码器 044
2.11.6 红外巡线传感器 045
2.11.7 角度传感器 048
2.11.8 陀螺仪 050
2.12 控制数字量接口的输出 052
2.12.1 读取输出的值 052
2.12.2 写入输出的值 052
2.12.3 输出的值取反 053
2.12.4 控制气缸的电磁阀 053
2.12.5 控制LED 055
2.13 使用定时器T1、T2、T3、T4 056
2.13.1 读取定时器的时间值 056
2.13.2 重置定时器 056
2.13.3 使用定时器做非阻塞型延时 056
2.13.4 定时器作为函数的参数 057
2.14 打印调试信息DebugStream（） 058
2.14.1 调试流窗口 059
2.14.2 使用writeDebugStream（）打印信息 060
2.14.3 清除DebugStream窗口 061
2.15 使用LCD显示屏 062
2.15.1 使用LCD显示信息 062
2.15.2 使用LCD按键 064
2.15.3 控制LCD的背光灯 070
2.16 使用蜂鸣器 071
2.16.1 蜂鸣器播放声音的特点 071
2.16.2 使用蜂鸣器播放声音 072
2.16.3 等待声音完成播放 072
2.16.4 清除蜂鸣器所有声音 073
2.16.5 蜂鸣器的音量 073
2.17 其他实用功能与函数 074
2.17.1 获取主控电池的电压 074
2.17.2 读取系统开机运行时间 074
2.17.3 清除所有变量 074
2.17.4 常用数学函数 075
2.18 RobotC的多任务系统 076
2.18.1 常见的任务类型 076
2.18.2 任务的时间片 077
2.18.3 任务的状态及转换 077
2.18.4 任务的优先级 079
2.18.5 定义任务 080
2.18.6 启动任务与停止任务 081
2.18.7 暂停任务与恢复任务 085
2.18.8 等待任务运行完毕 087
2.18.9 给任务传递参数 093
2.19 程序调试方法 102
2.20 场地控制器程序 105
第3章机器人C语言基础
3.1 变量 106
3.1.1 变量三要素 106
3.1.2 基本数据类型 107
3.1.3 强制类型转换 112
3.1.4 定义变量 113
3.2 常量 113
3.3 程序注释 114
3.4 语句和复合语句 115
3.5 表达式 116
3.5.1 算术运算符与算术表达式 116
3.5.2 关系运算符和关系表达式 117
3.5.3 逻辑运算符和逻辑表达式 119
3.5.4 赋值运算符和赋值表达式 121
3.6 程序基本结构 122
3.6.1 顺序结构 122
3.6.2 选择结构 123
3.6.3 循环结构 128
3.7 函数 135
3.7.1 为什么要使用函数 135
3.7.2 函数的定义 136
3.7.3 函数的调用 139
3.7.4 函数的嵌套调用 142
3.7.5 局部变量与全局变量 143
3.8 #include头文件 146
第4章机器人实用算法
4.1 等待事件 148
4.1.1 等待按键 148
4.1.2 等待传感器 151
4.1.3 等待超时 151
4.2 事件发生时的操作 152
4.3 程序里选择场地、自动方案等 153
4.4 用编码器测速 158
4.5 机械爪控制程序 160
4.6 机器人底盘限速 162
4.7 手动程序中启动自动程序 163
4.7.1 函数型自动程序 164
4.7.2 线程型自动程序 164
第5章PID控制算法通俗讲解
5.1 问题实例 167
5.1.1 实验器具 167
5.1.2 实验目的 168
5.2 程序控制思路 168
5.2.1 简单控制 168
5.2.2 刹车控制 169
5.2.3 PID控制 170
5.2.4 PID参数 186
附录一 实用物理电路知识 188
附录二 典型机器人机型 193
参考文献 200

随着科学技术的快速发展，机器人已经从科学家的实验室走进了学校的课堂，机器人教育正成为国际教育界关注的热点。开展机器人教育，能够促进学生的全面发展，在科学、技术、工程和数学（STEM）上的潜能会被激发出来，加深对电学、力学、机械原理、数学思维等知识的了解与运用，更可以培养学生的思维创新与动手能力，帮助他们发现自己的价值。
机器人是现代技术特别是信息技术发展的综合体现，是中小学技术课程和综合实践课程的良好载体。让我们在机器人的世界里学习更新的知识，寻找更多的乐趣，展示我们的才能，表达我们的创意。
VEX机器人竞赛是美国国家航空航天局（NASA）、美国易安信公司（EMC）、亚洲机器人联盟（Asian Robotics League）、雪佛龙、德州仪器、诺斯罗普·格鲁曼公司等大力支持的项目。VEX机器人设计系统把竞争的灵感提升到新的水平。它可用作课堂机器人教学平台，是为促进机器人学和STEM教育知识的进步而设计的。VEX给教师和学生提供了一个适于课堂和赛场使用，且拥有最新水平的机器人系统。VEX机器人中预制和易成形金属构件的创新使用，再加上动力强大的和用户可编程的微处理器控制，使用户拥有无限的设计可能。
本书是一本VEX与RobotC结合的机器人编程基础教程。对于想要接触VEX机器人的朋友们，本书能够帮助你少走弯路，更快入门。
本书主要有如下特色：
1. 本书凝聚了编著者指导学生参赛的诸多经验，系统总结了在RobotC软件中利用C语言对VEX机器人进行编程和设计的方法、技巧及注意事项；
2. 丰富有趣的实战案例让你更直观更具体地感受VEX机器人的魅力和乐趣，同时能够发挥你的想象力，通过编程设计自己的机器人系统，控制它实现各种各样的功能；
3. 全彩图解的形式，通俗易懂的语言，同时提供书中全部源程序下载，给读者带去更好的学习体验。
本书由李哲、罗强、王天威编著。此外，新疆乌鲁木齐市教育局的黄涛，新疆乌鲁木齐市第八中学的屈小蕉、张文慧，新疆师范大学附属中学的赵长露，新疆库车县第二中学的郭春林、吴美英，新疆乌鲁木齐市水磨沟区校外活动中心的蒋娜、徐浩、徐瑞、王明、刘澄，新疆乌鲁木齐市水磨沟区教育局教研室的刘成名，新疆克拉玛依市南湖小学的刘江，新疆伊宁市第一小学的李麟，新疆生产建设兵团第一中学的侯健，新疆生产建设兵团第二中学的谭中豪，新疆生产建设兵团第三中学的蒲飞，新疆生产建设兵团第十二师高级中学的龚文兵，三联教育的江月，北京电子信息技师学院的杨子郁，北京市丰台区少年宫的朱兵、张柏青、李怡，北京市丰台区云岗青少年科技站的马骏，北京市丰台区丰台第五小学的顾劲松、郝劲峰、孔刘媛、吴嘉宝、张萌、陈慧，四川省电子科技大学实验中学的敬绍辉、张平福、段绪勇、洪鸣，均为本书的资料整理、审稿校稿等工作提供了大量帮助。
由于时间和水平有限，书中仍不免存在不妥之处，还望广大读者批评指正。

编著者