Программирование LEGO NXT роботов на языке NXC - Дополнительные возможности

Автор: Daniele Benedettelli

Перевод: © Ботов Антон aka =DeaD=, 2009

Эксклюзивно для www.roboforum.ru
копирование на другие ресурсы и публикация перевода
без разрешения его автора запрещены

Дополнительные возможности

NXC имеет несколько сервисных команд. В этой главе мы обсудим три типа таких команд: для работы с таймером, дисплеем и для использования файловой системы NXT.

Таймеры

В модуле NXT есть таймер, который работает в постоянном режиме. Этот таймер увеличивается на единицу каждые 1/1000 секунды. Вы можете получить текущее значение таймера функцией CurrentTick(). Вот пример использования таймера, в котором робот будет двигаться случайным образом 10 секунд.

task main()
{
  long t0, time;
  t0 = CurrentTick();
  do
  {
    time = CurrentTick()-t0;
    OnFwd(OUT_AC, 75);
    Wait(Random(1000));
    OnRev(OUT_C, 75);
    Wait(Random(1000));
  }
  while (time<10000);
  Off(OUT_AC);
}

Можно попробовать сравнить эту программу с приведенной в главе 4, делающей то же самое. На таймере это делается определенно проще.

Таймеры очень полезны в качестве заменителя команд Wait(). Вы можете ожидать нужного момента времени сбросив таймер и ожидая нужного его значения. Но вы так же можете в это время реагировать на происходящие события (например на поступление информации от сенсоров), пока ждете. Следующая простая программа является примером такого использования таймеров. Она двигает робота вперед либо пока не пройдёт 10 секунд, либо пока у него не сработает бампер, упершись во что-нибудь.

task main()
{
  long t3;
  SetSensor(IN_1,SENSOR_TOUCH);
  t3 = CurrentTick();
  OnFwd(OUT_AC, 75);
  until ((SENSOR_1 == 1) || ((CurrentTick()-t3) > 10000));
  Off(OUT_AC);
}

Не забывайте, что таймер работает с шагом 1/1000 секунды, как и команда wait.

Дисплей

Модуль NXT имеет черно-белый графический дисплей с разрешением 100х64 пиксела. К нему есть множество функций API для рисования на нём текста, чисел, точек, линий, прямоугольников, кругов и даже картинок (из .ric-файлов). Следующий пример пытается покрыть все эти случаи. Пиксель (0,0) находится внизу слева экранчика.

#define X_MAX 99
#define Y_MAX 63
#define X_MID (X_MAX+1)/2
#define Y_MID (Y_MAX+1)/2

task main(){
  int i = 1234;
  TextOut(15,LCD_LINE1,"Display", true);
  NumOut(60,LCD_LINE1, i);
  PointOut(1,Y_MAX-1);
  PointOut(X_MAX-1,Y_MAX-1);
  PointOut(1,1);
  PointOut(X_MAX-1,1);
  Wait(200);
  RectOut(5,5,90,50);
  Wait(200);
  LineOut(5,5,95,55);
  Wait(200);
  LineOut(5,55,95,5);
  Wait(200);
  CircleOut(X_MID,Y_MID-2,20);
  Wait(800);
  ClearScreen();
  GraphicOut(30,10,"faceclosed.ric"); Wait(500);
  ClearScreen();
  GraphicOut(30,10,"faceopen.ric");
  Wait(1000);
}

Все эти функции достаточно очевидны, но я всё-таки опишу их параметры детально:

• ClearScreen() очищает экран;
• NumOut(x, y, number) выводит число в указанные координаты;
• TextOut(x, y, string) тоже самое, только выводит строку
• GraphicOut(x, y, filename) выводит картинку из .ric-файла
• CircleOut(x, y, radius) выводит окружность определенную коорoutputs a circle specified by the coordinates of the center and radius;
• LineOut(x1, y1, x2, y2) рисует линию из (x1,x2) в (x2,y2)
• PointOut(x, y) ставит точку
• RectOut(x, y, width, height) рисует прямоугольник с нижним левым углом в (x,y) и указанных размеров;
• ResetScreen() сбрасывает экран.

Файловая система

Модуль NXT может читать и писать файлы, имеющиеся у него в флеш-памяти. Так что вы можете создать лог-файл с датчиков или читать числа во время выполнения программы. Единственное ограничение в количестве и размере файлов - это размер флеш-памяти. Для работы с файлами используются функции API, которые позволяют создавать, переименовывать, удалять и искать файлы, а также с конкретным файлом вы можете читать и писать в него текстовые строки, числа и отдельные байты. В следующем примере мы посмотрим, как создать файл, записать в него несколько строк и переименовать этот файл.

First, program deletes files with the names we're going to use: it is not a good habit (we should check for file existence, manually delete it or choose automatically another name for our work file), but there's no problem in our simple case. It creates our file by CreateFile("Danny.txt", 512, fileHandle), specifying name, size and a handle to the file, where NXT firmware will write a number for its own uses.

Then it builds strings and write to file with carriage return with WriteLnString(fileHandle,string, bytesWritten), where all the parameters must be variables. Finally, the file is closed and renamed. Remember: a file must be closed before beginning another operation, so if you created a file you can write to it; if you want to read from it, you must close it and open it with OpenFileRead(); to delete/rename it, you must close it.

#define OK LDR_SUCCESS

task main(){
  byte fileHandle;
  short fileSize;
  short bytesWritten;
  string read;
  string write;
  DeleteFile("Danny.txt");
  DeleteFile("DannySays.txt");
  CreateFile("Danny.txt", 512, fileHandle);
  for(int i=2; i<=10; i++ ){
    write = "NXT is cool ";
    string tmp = NumToStr(i);
    write = StrCat(write,tmp," times!");
    WriteLnString(fileHandle,write, bytesWritten);
  }
  CloseFile(fileHandle);
  RenameFile("Danny.txt","DannySays.txt");
}

To see the result, go to BricxCCToolsNXT Explorer, upload DannySays.txt to pc and take a look. Ready for the next example! We will create a table with ASCII characters.

task main(){
  byte handle;
  if (CreateFile("ASCII.txt", 2048, handle) == NO_ERR) {
    for (int i=0; i < 256; i++) {
      string s = NumToStr(i);
      int slen = StrLen(s);
      WriteBytes(handle, s, slen);
      WriteLn(handle, i);
    }
    CloseFile(handle);
  }
}

Really simple, this program creates the file and if no error occurred, it writes a number from 0 to 255 (converting it to string before) with WriteBytes(handle, s, slen), that is another way to write strings without carriage return; then it writes the number as is with WriteLn(handle, value) that appends a carriage return. The result, that you can see as before opening ASCII.txt with a text editor (as Windows Notepad), is so explainable: the number written as string is shown in a human-readable way, while the number written as hex value is interpreted and shown as an ASCII code.

Two important functions remain to be showed: ReadLnString to read strings from files and ReadLn to read numbers.

Now for the example for the first one: the main task calls CreateRandomFile subroutine that creates a file with random numbers in it (written as strings); you can comment this line and use another hand-created text file for this example.

Then the main task opens this file for reading, reads it a line at once until the end of file, calling ReadLnString function and displays text.

In the CreateRandomFile subroutine we generate a predefined quantity of random numbers, convert them to string and write them to the file.

The ReadLnString accepts a file handle and a string variable as arguments: after the call, the string will contain a text line and the function will return an error code, that we can use to know if the end of file has been reached.

#define FILE_LINES 10

sub CreateRandomFile(string fname, int lines){
  byte handle;
  string s;
  int bytesWritten;
  DeleteFile(fname);
  int fsize = lines*5;
  //create file with random data
  if(CreateFile(fname, fsize, handle) == NO_ERR) {
    int n;
    repeat(FILE_LINES) {
      int n = Random(0xFF);
      s = NumToStr(n);
      WriteLnString(handle,s,bytesWritten);
    }
    CloseFile(handle);
  }
}

task main(){
  byte handle;
  int fsize;
  string buf;
  bool eof = false;
  CreateRandomFile("rand.txt",FILE_LINES);
  if(OpenFileRead("rand.txt", fsize, handle) == NO_ERR) {
    TextOut(10,LCD_LINE2,"Filesize:");
    NumOut(65,LCD_LINE2,fsize);
    Wait(600);
    until (eof == true){ // read the text file till the end
      if(ReadLnString(handle,buf) != NO_ERR) eof = true;
      ClearScreen();
      TextOut(20,LCD_LINE3,buf);
      Wait(500);
    }
  }
  CloseFile(handle);
}

In the last program, I'll show you how to read numbers from a file. I take the occasion to give you a little sample of conditional compilation. At the beginning of the code, there is a definition that is not used for a macro neither for an alias: we simply define INT.

Then there is a preprocessor statement

#ifdef INT
…Code…
#endif

that simply tells the compiler to compile the code between the two statements if INT as been previously defined. So, if we define INT, the task main inside the first couplet will be compiled and if LONG is defined instead of INT, the second version of main will be compiled.

This method allows me to show in a single program how both int (16 bit) and long (32 bit) types can be read from file calling the same function ReadLn(handle,val).

As before, it accepts a file handle and a numeric variable as arguments, returning an error code. The function will read 2 bytes from file if the passed variable is declared as int, and will read 4 bytes if the variable is long. Also bool variables can be written and read the same way.

#define INT // INT or LONG
#ifdef INT

task main () {
  byte handle, time = 0;
  int n, fsize,len, i;
  int in;
  DeleteFile("int.txt");
  CreateFile("int.txt",4096,handle);
  for (int i = 1000; i<=10000; i+=1000){
    WriteLn(handle,i);
  }
  CloseFile(handle);
  OpenFileRead("int.txt",fsize,handle);
  until (ReadLn(handle,in)!=NO_ERR){
    ClearScreen();
    NumOut(30,LCD_LINE5,in);
    Wait(500);
  }
  CloseFile(handle);
}

#endif
#ifdef LONG

task main () {
  byte handle, time = 0;
  int n, fsize,len, i;
  long in;
  DeleteFile("long.txt");
  CreateFile("long.txt",4096,handle);
  for (long i = 100000; i<=1000000; i+=50000){
    WriteLn(handle,i);
  }
  CloseFile(handle);
  OpenFileRead("long.txt",fsize,handle);
  until (ReadLn(handle,in)!=NO_ERR){
    ClearScreen();
    NumOut(30,LCD_LINE5,in);
    Wait(500);
  }
  CloseFile(handle);
}

#endif

Подводим итоги

В этой последней главе мы познакомились с дополнительными функциями модуля NXT: таймером высокого разрешения, графическим дисплеем и файловой системой.