【AI加油站】机器人设计系列三：《ROBOTC与机器人程序设计》从NXT到TETRIX的完整实战指南（附下载）

核心总结

《ROBOTC与机器人程序设计》是一本面向青少年和初学者的机器人编程教材，由郑剑春主编，清华大学出版社出版。全书围绕乐高Mindstorms NXT平台，系统讲解ROBOTC语言的编程环境、机器人控制方法、传感器应用、程序结构设计、蓝牙通信以及虚拟仿真等内容，旨在通过机器人项目实践，培养学生的计算思维、动手能力和创新能力。

全书共9章，内容结构如下：

第1章介绍了乐高NXT机器人的硬件组成，包括NXT控制器、电机、各类传感器（如光电、触碰、声音、超声波、角度、温度传感器）的功能和使用场景。强调了ROBOTC语言的优势，包括C语言基础、跨平台性、调试工具完善、适用于竞赛等。

第2章详细讲解了ROBOTC开发环境的安装与配置，包括NXT驱动程序的安装、ROBOTC软件的安装与激活、编程界面布局（代码编辑区、功能窗格、错误提示区）以及编译下载流程。还介绍了如何加载固件、配置电机与传感器端口。

第3章聚焦于机器人控制与输出，涵盖变量定义、函数调用、传感器数据读取、电机控制指令、屏幕显示（文本、图形、变量值）、声音输出（音调、音频文件）等内容。通过实例演示如何编写简单程序控制机器人运动、显示信息和发出提示音。

第4章深入讲解程序结构，包括顺序结构、循环结构（for、while、do-while）、选择结构（if、switch）以及状态机设计。通过多个案例（如循线行走、迷宫导航、追光任务、接力比赛）展示如何结合传感器数据实现复杂行为控制。

第5章介绍自定义函数与多任务编程，说明如何定义和调用函数、使用全局变量、创建并行任务以实现模块化设计和多线程控制。通过实例展示如何用函数封装重复动作、如何同时运行多个任务（如检测与显示并行执行）。

第6章讲解蓝牙通信功能，包括NXT与PC、NXT与NXT之间的蓝牙连接设置、数据传输方法、常用通信函数（如btConnect、sendMessage、receiveMessage）以及多机协作案例（如远程控制、数据共享、协同任务）。

第7章介绍数据采集与分析方法，包括使用传感器采集环境数据、将数据记录到NXT内存、上传至PC并用Excel处理、绘制图表。通过匀速运动小车实验展示如何利用超声波传感器测量速度并记录数据。

第8章转向TETRIX机器人平台，介绍其硬件结构（金属构件、伺服电机、直流电机、控制器）、遥控器配置、电机与传感器设置方法。通过案例展示如何用遥控器控制机器人运动、实现循线、搬运等任务。

第9章介绍ROBOTC虚拟世界（Robot Virtual Worlds）的使用，包括软件安装、许可证配置、虚拟机器人选择、场景设定、程序调试与仿真运行。通过虚拟环境模拟真实任务，降低硬件依赖，提高编程练习效率。

附录部分提供乐高NXT和TETRIX机器人的搭建指南，列出所需零件清单和结构图示，帮助读者快速完成机器人组装。

全书强调“做中学”的理念，每个知识点都配有完整案例和参考程序，适合课堂教学、竞赛培训和自学使用。通过循序渐进的任务设计，读者可以逐步掌握机器人编程的核心技能，培养解决实际问题的能力。