任務2　樂高EV3編程指南

作者：李彭嘉（人大附中航天城學校）

樂高Mindstorms EV3（后文簡稱EV3）編程軟件是一種圖形化的編程軟件。它使用抽象的彩色模塊來創建程序，這些模塊分別在六個不同顏色的選項卡里——綠色代表動作模塊，橙色代表流程控制模塊，黃色代表傳感器模塊，紅色代表數據操作模塊，藍色代表高級模塊，青色代表“我的模塊”。

1.移動轉向模塊

移動轉向模塊是所有EV3使用者都應該知道如何使用的一個極為重要的模塊，它是控制EV3移動的最基本、最簡單的模塊。

程序案例1

本程序先讓機器人向前行駛3秒，再向左轉彎，電機轉50°，再向前走一段距離，最后后退。

2.等待模塊

3.循環模塊

循環模塊是一個非常重要且可以讓許多模塊依次循環的“神奇”模塊。它可以設置停止條件—當“循環”模塊結束時判斷停止條件是否達成，如果達成，就會結束循環。如果你想讓條件一達成就停止循環，試試“循環中斷”模塊吧。

4.切換模塊

切換模塊使程序塊在若干個選項里以當前的狀況進行選擇。

程序案例2

本程序先讓A端口的中型電機以每分鐘50轉的速度開始正轉，再讓D端口的大型電機正轉6秒，之后讓A端口上的中型電機反轉1秒的同時讓C端口的中型電機正轉20圈。

程序案例3

本程序先檢測D端口上的電機角度，再把這個數字顯示到屏幕上。

程序案例4

本程序檢測3端口上的顏色傳感器的顏色為紅色還是黑色（如果是其他顏色默認為黑色），如果是紅色就向左轉，持續3秒；如果是黑色就向右轉，持續3秒，一直循環。

程序案例5——巡線程序

巡線程序是EV3里一個非常經典且實用的程序，它的作用是讓機器人一直沿線前進。它的原理是當顏色傳感器檢測到某顏色（此處為黑色）時右轉，檢測到另一顏色時（此處為白色）時左轉。

程序案例6

本程序先等待上或下程序塊按鈕被按下，再根據按的按鈕決定前進還是后退。

程序案例7

本程序先讓車向前移動一段距離，再讓D端口上的電機轉1圈，如此循環，直到觸動傳感器被按下，最后向前移動一小段距離。

程序案例8

本程序檢測A端口的電機的角度，再根據度數來調整程序塊上發出的音量。

5.變量模塊

變量模塊是EV3復雜程序中非常重要的一個模塊。它使EV3記住一個數字、邏輯或一些文本，到需要時讀取出來。你可以在一個程序中設置多個變量。

注意：變量模塊的名稱與變量的作用沒有關系。

程序案例9

本程序在程序塊顯示屏上顯示燈開的時候，按一下程序塊按鈕，燈關；在關的時候，按一下燈開，一直循環。

6.范圍模塊

范圍模塊判斷一個數字是否在兩個另外的數字（上限、下限）之間。

程序案例10

本程序測試3端口的顏色傳感器的反射光線強度，如果光線強度在45～55之間就顯示勾號，如果不是就顯示叉號。

7.數學運算

“數學運算”模塊把一個數字或多個數字自動進行一個或多個運算。

程序案例11

本程序把當前的電機角度除以3后與顏色傳感器反光值相乘，再把這個值顯示到屏幕上。

程序案例12

本程序是一個“近程”遙控器。當機器人檢測到左邊（端口2）的觸碰傳感器被按下時，它就會驅動左邊的電機，使機器人向右走；當檢測到左邊的觸碰傳感器被按下時，就會驅動右邊的電機，使它左轉。

程序案例13

本程序先讓機器人向前行駛，并穩定0.5秒后只要C端口（和B端口的速度差不多）的電機的速度處在48～52r/min的范圍之外就會被判定為撞墻，就會往后退，并且說“sorry”，以此一直循環。

程序案例14

本程序測試觸動傳感器被按動的時間有多長，再根據按動的時間規定它行駛的角度。

8.消息傳遞模塊

“消息傳遞”模塊用藍牙來完成消息的傳遞，它是機器人遠程無線相互傳遞消息的不可或缺的一個模塊。

9. EV3藍牙使用指南

① 打開EV3，打開【設置】；

② 打開【Bluetooth】欄，勾選【Bluetooth】選項；

③ 打開【Connections】，點擊【Search】選項，稍候至綠燈亮起；

④ 選擇要連接并已經打開的EV3，選擇【Connect】并靜候至綠燈亮起。

程序案例15——藍牙遙控汽車

第一個程序塊（遙控器）上的程序：本程序測試左（和右）程序塊按鈕是否被按下，如被按下就向名為“car”的程序塊發送邏輯消息“真”，反之則發送消息“假”。

第二個程序塊（車）上的程序：本程序讓機器人接收第一個程序塊（遙控器）傳來的指令，根據信息判定是否要轉動電機。

10.我的模塊

有時候我們希望可以自己設計一個程序模塊，樂高機器人EV3編程軟件里就有這樣一個功能。現在就介紹一下創建“我的模塊”方法。

① 框選要制作為“我的模塊”的模塊（注意：不要框選到【開始】模塊），點擊【工具】—【我的模塊創建器】。

② 編輯模塊【名稱】【描述】及【“我的模塊”圖標】，完成后點擊【完成】。

程序案例16——秒表

想必大家都使用過秒表，它是一種能計時的工具，有些還帶有計次功能。本案例就是要制作一個有計次功能的秒表。

開始編程前，先設定4個變量如下：

● time　數字型，用來保存上次暫停時的時間；

● start　邏輯型，用來判定秒表是否在“開始”狀態；

● time　數字排列型，用來保存計次數據；

● jicipg　數字型，用來記錄當前顯示的是第幾頁計次。

① 準備部分　清屏，重置時間。

② 計時器開始/暫停的控制　檢測端口1上的觸動傳感器是否被按下，如果被按下，就再檢測是否正在計時（即檢測名為“start”的邏輯變量是否為“真”）。如果在計時，則停止計時，把變量“start”設為“假”，將數字變量“time”加上計時器上的值；如果不在計時，則開始計時，把變量“start”設為“真”，將計時器歸零。

③ 負責計次的“add_jici”模塊

制作方法：先拼起上圖中的模塊，再框選出剛剛拼起的模塊，點擊【工具】—【我的模塊創建器】，將模塊名稱設為“add_jici”，點擊【確定】即可創建“add_jici”模塊。

④ 負責控制計次/清零的端口2　本程序檢測端口2上的觸動傳感器是否被觸發，如被觸發，則檢測秒表是否為“開始”狀態，如為“開始”狀態，則計次；如不為“開始”狀態，則清零。

⑤ 負責給計次翻頁的程序塊按鈕　本程序檢測上程序塊按鈕或下程序塊按鈕是否被觸發，如下程序塊按鈕被觸發，則將變量“jici_pg”加1（即為將計次頁數向后翻一頁），等待松開程序塊按鈕，松開后清屏并繼續程序；如上程序塊按鈕被觸發，測試計次頁數是否大于或等于1，如是，則將變量“jici_pg”減1（即為將計次頁數向前翻一頁），等待松開程序塊按鈕，松開后清屏并繼續程序。

⑥ 用來顯示計次的程序　一個“jici”模塊只會顯示一排計次，所以要實現在同一個屏幕上顯示5排計次就需要運行5次。制作“我的模塊”需要拼砌程序（不需要連接數據線）后點擊【添加參數】按鈕。設置參數后點擊【完成】方可連接數據線。“jici”模塊的工作原理是將變量“jicipg”乘以5后與計次在本頁的序號（也就是x+1）相加，得到的數字為計次編號。如果這個數字比計次的總數低，就可以顯示，如果大于或等于這個數，則不可顯示，否則程序會崩潰，因為有未定義的變量。

⑦ 用來顯示時間的程序　本程序循環檢測秒表是否為“開始”狀態，如為“開始”狀態，則將數字變量“time”的數值和計時器秒數相加并顯示到屏幕上。

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