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 с заданными координатами центра и радиусом;
• 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.

Сначала, программа удаляет файлы с именами, которые мы хотим использовать: вообще это плохая практика (приличнее будет сначала проверить существование файла, вручную удалить его, или выбрать другое имя для нашего рабочего файла), но в нашей простой ситуации мы можем не обращать внимание на это. Дальше программа создает наш файл функцией CreateFile("Danny.txt", 512, fileHandle), указывая имя, размер и переменную, куда NXT поместит свой внутренний идентификатор открытого файла.

После чего программа готовит строки и пишет их в файл с возвратом каретки в конце функцией WriteLnString(fileHandle,string, bytesWritten), в которой все параметры должны быть переменными. И в конце, файл закрывается и переименовывается.

Помните: файл должен быть явно закрыт перед тем как начать следующую операцию, так что если вы создали файл, вы можете писать в него, если вы хотите прочитать из него - надо его закрыть и открыть на чтение командой OpenFileRead(). И перед удалением/переименованием файла он тоже должен быть закрыт.

#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");
}

Чтобы увидеть, что получилось, зайдите через меню "BricxCC => Tools => NXT Explorer", в просмотрщик NXT-флеш-памяти,загрузите файл DannySays.txt на ПК и посмотрите, что внутри.

Посмотрите на следующий пример! Мы создадим таблицу ASCII-символов.

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);
  }
}

Правда просто? Эта программа создает файл и если при этом не произошла ошибка - пишет в него числа от 0 до 255 (конвертируя их предварительно в соответствующие символы функцией WriteBytes(handle, s, slen), которая предоставляет путь писать в файл строки без возврата каретки); после чего пишет это же число функцией WriteLn(handle, value), которая уже добавляет в конец записанной строки возврат каретки.

Результат, который вы видите при открытии файла ASCII.txt текстовым редактором (например Блокнотом из Windows), содержит в каждой строке символ и его код записанный в десятичном виде.

Остались еще две важные функции, которые вы должны знать: ReadLnString для чтения строк из файлов и ReadLn для чтения чисел.

Теперь для примера использования первой функции мы создадим программу, в которой из главной задачи будет вызвана функция CreateRandomFile, создающая файл со случайными числами внутри (записанными в строковом представлении); вы можете закомментировать эту строку и использовать любой другой текстовый файл для этого примера.

После этого главная задача откроет этот файл на чтение, и до конца файла будет читать строку из файла, вызывая ReadLnString и показывать прочитанный текст.

В функции CreateRandomFile мы генерируем заданное количество случайных чисел, преобразуем их в строки и пишем их в файл.

Функция ReadLnString в качестве аргументов имеет внутренний идентификатор открытого файла и строковую переменную, в которую после вызова функции будет прочитанная строка, а функция вернет код ошибки, который мы используем для того, чтобы понять, что достигли конца файла.

#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);
}

В последней программе я покажу вам, как читать числа из файла. Кроме того я покажу вам пример условной компиляции. В начале кода мы определим значение, которое не будет использоваться ни как макрос, ни как псевдоним, мы просто определим INT.

Вот директива препроцессора

#ifdef INT
…Code…
#endif

которая сообщает компилятору, что компилировать код внутри "#ifdef" нужно только если предварительно было определено значение INT. Так что если мы в начале программы объявим INT, скомпилируется задача "main" из первой половины кода, а если же мы определим LONG вместо INT, тогда будет скомпилирована вторая версия задачи "main".

Этот метод позволил мне в одной программе показать вам, как работать одной и той же функцией ReadLn(handle,val) с обоими типами чисел - int (16 бит) и long (32 бита).

Как и предыдущая, эта команда принимает в качестве аргументов идентификатор открытого файла и числовую переменную, возвращая код ошибки.

Функция прочитает 2 байта из файла, если переданная переменная типа int, и 4 байта, если переменная типа long. Таким же образом вообще говоря можно читать и писать переменные типа bool.

#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.