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第1讲 机器人大脑：从BS2微控制器到C51单片机1

学习情境1

单片机和微控制器1

学习单片机的意义2

C51系列单片机2

机器人与C51单片机4

任务1 获得软件5

1．Keil uVision2 IDE集成开发环境5

2．SL ISP软件下载工具5

3．串口调试软件5

任务2 安装软件5

安装Keil u Vision25

任务3 硬件连接6

串口的连接6

ISP下载线的连接6

电池的安装6

给教学板和单片机进行通电检查7

任务4 第一个程序7

创建与编辑你的第一个程序7

例程：HelloRoBot.c9

下载可执行文件到单片机11

用串口调试软件查看单片机输出信息12

HelloRoBot.c是如何工作的13

printf函数14

该你了——例程：HelloRoBotYourTurn.c14

HelloRoBotYourTurn.c是如何工作的15

任务5 做完实验关断电源18

工程素质和技能归纳18

科学精神的培养19

第2讲 C51接口与伺服电机控制20

学习情境20

C51单片机的输入／输出接口20

任务1 单灯闪烁控制21

LED电路元件21

LED电路搭建21

例程：HighLowLed.c22

HighLowLed.c是如何工作的22

该你了——让另一个LED闪烁25

任务2 机器人伺服电机控制信号26

该你了——让机器人的两个轮子全速旋转28

例程：BothServoClockwise.c28

任务3 计数并控制循环次数29

该你了——不同的初始值和终值及计数步长30

例程：ControlServoRunTimes.c31

例程：BothServosThreeSeconds.c33

任务4 用计算机来控制机器人的运动34

例程：ControlServoWithComputer.c34

ControlServoWithComputer.c是如何工作的35

工程素质和技能归纳36

科学精神的培养37

第3讲 C语言函数与机器人巡航控制38

学习情境38

任务1 基本巡航动作38

例程：RobotForwardThreeSeconds.c39

RobotForwardThreeSeconds.c是如何工作的39

该你了——调节距离和速度40

向后走，原地转弯和绕轴旋转40

例程：ForwardLeftRightBackward.c41

该你了——以一个轮子为支点旋转43

任务2 匀加速／减速运动44

编写匀加速运动程序44

例程：StartAndStopWithRamping.c45

该你了46

任务3 用函数调用简化运动程序47

例程：MovementsWithFunctions.c50

例程：MovementsWithOneFuntion.c52

任务4 高级主题——用数组建立复杂运动53

字符型数据54

数组55

例程：NavigationWithSwitch.c57

NavigationWithSwitch.c是如何工作的59

例程：NavigationWithValues.c60

该你了——设计你自己的程序62

工程素质和技能归纳62

科学精神的培养62

第4讲 C51接口与触觉导航63

学习情境63

触觉导航与单片机输入接口63

任务1 安装并测试机器人胡须64

安装胡须64

测试胡须65

例程：TestWhiskers.c65

位操作符66

if语句67

？操作符67

任务2 通过胡须导航70

编程使机器人基于胡须导航70

关系与逻辑运算符71

例程：RoamingWithWhiskers.c72

胡须导航机器人怎样行走75

该你了75

任务3 机器人进入死区后的人工智能决策76

编程逃离墙角死区76

例程：EscapingCorners.c77

EscapingCorners.c是如何工作的80

该你了81

工程素质和技能归纳81

科学精神的培养81

第5讲 C51接口与红外线导航82

学习情境82

使用红外线发射和接收器件探测道路82

红外前灯82

任务1 搭建并测试IR发射和探测器对83

元件清单83

搭建红外线前灯83

这里为何要使用三极管901385

测试红外发射探测器85

例程：TestLeftIrPair.c86

排错87

函数延时的不精确性88

该你了88

任务2 探测和避开障碍物88

改变触须程序使其适用于IR检测和躲避89

例程：RoamingWithIr.c90

任务3 高性能的IR导航93

在每个脉冲之间采样以避免碰撞94

例程：FastIrRoaming.c94

FastIrRoaming.c是如何工作的96

该你了97

任务4 俯视的探测器98

推荐材料98

用绝缘带模拟桌子的边沿98

边沿探测编程99

例程：AvoidTableEdge.c100

AvoidTableEdge.c是如何工作的102

该你了103

工程素质和技能归纳104

科学精神的培养104

第6讲 C51定时器与机器人的距离检测105

学习情境105

用同样的IR LED／探测电路检测距离105

推荐工具和原料105

任务1 定时／计数器的运用105

定时／计数器的控制106

工作模式107

定时／计数器初值的计算107

例程：TimeApplication.c107

TimeApplication.c是如何工作的108

中断109

中断优先级110

该你了——调整定时器时间110

任务2 测试扫描频率111

红外线探测器频率探测111

用频率扫描进行编程做距离探测111

例程：TestLeftFrequencySweep.c112

TestLeftFrequencySweep.c是如何工作的113

该你了——测试右边的IR LED／探测器115

例程：DisplayBothDistances.c115

该你了——更多的距离测试115

任务3 尾随小车115

对尾随车编程117

例程：FollowingRobot.C118

FollowingRobot.c是如何工作的121

该你了121

任务4 跟踪条纹带122

搭建和测试路线122

需要的材料122

测试条纹带123

绝缘带路径排错124

编程跟踪条纹带125

例程：StripeFollowingRobot.c125

第7讲 C51的UART与机器人串口通信127

学习情境127

串口控制寄存器SCON128

什么是波特率128

波特率的计算128

RS232电平与TTL电平转换129

任务1 编写串口通信程序130

例程：uart.h130

uart.h是如何工作的133

存储器结构133

该你了——电脑的测试134

串口工作流程134

例程：HelloRoBot.c——printf("Hello,this is a message from your Robotn")135

例程：ControlServoWithComputer.c——scanf("％d",＆PulseDuration)135

工程素质和技能归纳135

科学精神的培养136

第8讲 C51显示接口编程与机器人应用137

学习情境137

LCD显示器的介绍137

任务1 认识LCD显示器138

LCD显示器与C51单片机的连接138

LCD控制器接口说明139

任务2 编写LCD模块驱动程序141

元件清单141

线路连接141

例程：LCDdisplay.c142

LCDdiaplay.c是如何工作的146

指针146

任务3 用LCD显示机器人运动状态148

C语言的编译预处理148

例程：MoveWithLCDDisplay.c152

MoveWithLCDDisplay.c是如何工作的154

该你了155

工程素质和技能归纳155

科学精神的培养155

第9讲 多传感器智能机器人156

学习情境156

任务1 多传感器信息与C语言结构体的使用和编程156

结构体156

例程：IRRoamingWithWithStructLCDDisplay.c160

IRRoamingWithWithStructLCDDisplay.c是如何工作的161

该你了165

任务2 智能机器人的行为控制策略和编程165

例程：NavigationWithSensors.c167

NavigationWithSensors.c是如何工作的169

该你了170

工程素质和技能归纳170

科学精神的培养170

附录A C语言概要归纳171

C语言概述171

数据类型、运算符与表达式171

分支结构程序173

循环控制175

数组177

函数178

预处理命令178

指针180

结构体181

位运算182

附录B 微控制器原理归纳184

引言184

一些概念184

中央处理器（CPU）185

RAM和ROM186

地址总线、数据总线和控制总线186

微处理器和微控制器187

附录C 无焊锡面包板188

附录D LCD模块电路191

附录E 本书所使用的机器人零配件清单192