机器人直线行走的编程-接口、传感器的读数、地面的灰度阈值

将两个巡线传感器分开一 点距离(大于线的宽度)安装在机器人的底盘 上，开始巡线的时候令黑线正好从两个巡线传 感器之间穿过，如图8-1所示。这样，如果两 个传感器检测到都在白色的地板上方，就说明 机器人在线的上方，可以让机器人一直往前 走；如果右边的传感器检测到了黑线，就往右 转；如果左边的传感器检测到了黑线就往左 转。若用原来的方法，即使机器人遇到一根直线，也要走“之”字形前进，而如果采用刚刚 设计的方案，机器人在巡直线的时候就完全可以笔直前进了，这样它就可以比“之”字形巡 线法跑得更快了。

当使用两个传感器时，在巡直线时机器人可以一直前进而不用拐弯，这样比走“之”字形的 轨迹就要平滑得多了。怎样让它走得更加平滑呢?很自然地，同学们就会想到，能不能再 增加更多的传感器数量呢?没错，这是一种很常用的办法。

如果有4个巡线传感器，就可以这么做：假设把4个传感器从右到左分别叫做1号、 2号、3号、4号。如果1号检测到了黑线，说明机器人行进的方向和黑线之间的角度已经 很大了，应该马上向右大幅转动；否则，如果2号检测到了黑线，则说明机器人的行进方向 和黑线之间有角度但还不是很大，只需要向右“温柔”地转弯就可以了。对于3号、4号传 感器，同学们可以用类似的方法进行分析。这样我们在控制程序中就可以判断，根据不同 的传感器给出不同的电机控制信号。用这种方法，机器人不仅比只有两个传感器时跑得 更快、更平滑，而且对于突然急转弯的黑线有更好的适应性。同学们会发现小机器人跑得 更加可靠了。

到目前为止，我们已经为机器人编写过好几个小程序了。在每个程序中都免不了要 和各种数字打交道，比如所使用的接口、传感器的读数、地面的灰度阈值等。在编写程序的过程中，也许有的同学已经发现了很多不方便的地方。

比如说在使用 pinMode 命令为端口规定方向时肯定要用到它的编号，然后再用 digitalRead 之类的命令操纵端口时也要用到同一个编号。同学们想一想，如果某天我们 突然要改为使用另一个端口，那么是不是要一个一个地把它的编号改变过去呢?显然用 这种方式编写程序修改起来既费力又容易出错。

再比如说，有时我们用analogRead 命令读到了传感器当前的值，但如果在接下来的 程序里我们还要用到这个值做比较复杂的计算，该怎么办呢?我们可不想在接下来的算 式中每个用到这个值的地方都去调用一次analogRead 命令，因为这样做的代价太大了。 实际上，在C 语言编程中，只要合理地使用常量和变量就可以很方便地解决上面这 几个问题了。

1.变量

变量是什么?顾名思义，变量就是数值可能发生变化的量。在程序中，常常需要把一 个数据存储起来供以后使用，还可能随时在程序中更改这个数据的值。这种情况下，就要 用到变量了。变量由数据类型、变量名和变量的值组成。

假设主控板上有一个温度传感器能感知外界温度。可以在程序里就可以声明一个叫 作温度(Temperature) 的变量来记录传感器的数值，并且声明它的类型是整数型。

int temperature; //int 代表变量类型是整数，变量名为 temperature, 表示温度

而在后面的程序运行过程中，主控板测得当前温度为20℃,在程序中就可以给温度 变量赋值为20。这时，如果要用它做各种计算，那么只要用temperature 这个变量名就可 以代表当前的温度值了。

temperature=20; //将温度赋值为20℃

2.变量的声明与赋值

上面的例子中，先声明了一个名叫 temperature 的整数型的变量。然后又将它赋值 为20。我们这么做时，变量的声明和赋值是分开进行的。而在另一种情况下，也可以在 声明变量的同时就为它赋值。这时给变量赋予的值叫作初始值或是默认值。比如，我们 认为房间内大部分情况下温度是23℃。就可以这样做：

int temperature=23; //声明名为temperature 的整型变量，并设初始值为23

当然，在后续的程序中随时可以改变这个变量的值，将它重新赋值为那时的温度值。 这也是我们为什么要使用变量的原因。

在为变量命名时，可以根据习惯使用英文或汉语拼音。但是，要注意的是变量名一般 都要和变量的实际用途相关。有的同学为了省事，喜欢用a0 、b1 之类的简单字母加上个 数字作为变量名。这样做是很坏的习惯，你的代码将会很难被别人读懂，甚至不久后你自 己都忘了它们是做什么用的。所以，请同学们一定要养成良好的命名习惯。这也是优秀 的程序员的标志之一。

3.常量

常量就是数值永远不会发生变化的量。我们在数学课中已经接触过好几个大名鼎鼎 的变量，和它相对的自然就是常量了。圆周率π就是一个大小永远不变的量 — — 常量。 在计算机程序中，有的数值是在程序的整个生命中都不会被改变的，我们就Z好用常量来 表示它们。常量的声明很简单，只要在变量的类型前加上一个 const 就可以了。不过，和 变量不同的一点是，常量在声明时一定要给它赋值，这个值就是它那个永远不变的值。

现在，同学们可能已经想到了，我们在程序中所使用的端口的编号就是典型的应该使 用常量来定义的。下面的例子就声明了一个整数类型的常量，用来表示 LED 小灯连接到 了主控板上的3号端口上。

const int ledPort=3; //声明一个名为 ledPort 的整数型常量，并赋值为3

4.数据类型

以前所举的所有例子里，变量和常量都是用来表示整数的。同学们一定会好奇，除了 整数类型，我们至少还学习过小数啊!比如，如果测得的温度值是20.5℃,那可怎么办 呢?现在就来介绍 一 下C 语言中的其他几种常用数据类型

此外，如果在 int 和 char 类型的变量前加上 unsigned 关键字，就代表这个变量不可 能为负值。

好了，现在就在一个实际例子中，用刚刚学到的知识定义几个不同类型的变量。

假设我们的程序需要处理学生的成绩，每个学生在考试中都得到了一个百分制的分 数，而这个分数又可以分为A、B 、C、D4 挡，还可以根据分数够不够60分判断是否及格。 已知全班同学的分数后还可以计算出平均分。那么很可能需要声明以下几个变量：

int score;

boolean isQualified;

char grade;

float averageScore;

//整数类型变量score 代表学生的分数

//布尔类型变量isQualified 代表学生是否及格

//字符类型变量 char 代表学生的分数等JA,B,C,D //浮点数类型变量averageScore 代表全班的平均分