任務3 計數并控制循環次數

任務2中已經通過對C51編程實現對機器人伺服電機的控制，為了讓微控制器不斷發出控制指令，你用到了以while(1)開頭的死循環（即永不結束的循環）。不過在實際的機器人控制過程中，你會經常要求機器人運動一段給定的距離或者一段固定的時間，這時就需要能控制代碼執行的次數。

for語句

最方便的控制一段代碼執行次數的方法是利用for循環，語法如下：

for（表達式1；表達式2；表達式3）語句

它的執行過程如下：

（1）求解表達式1。

（2）求解表達式2，若其值為真（非0），則執行for語句中指定的內嵌語句，然后執行下面第（3）步；若其值為假（0），則結束循環，轉到第（5）步。

（3）求解表達式3。

（4）轉回第（2）步繼續執行。

（5）循環結束，執行for語句下面的一個語句。

for語句最簡單的應用形式，也就是最易理解的形式如下：

   for（循環變量賦初值；循環條件；循環變量增/減值）語句

例如，下面是一個用整型變量myCounter來計數的for循環程序片段。每執行一次循環，它會顯示myCounter的值。

    for(myCounter=1;myCounter<=10;myCounter++)
    {
      printf("%d",myCounter);
      delay_nms(500);
    }

在這里，向你介紹新的算術運算符。

自增和自減

C語言有兩個很有用的運算符——自增和自減，即“++”和“--”。

運算符“++”是操作數加1，而“--”是操作數減1。換句話說：“x=x+1”同“x++”；“x=x-1”同“x--”。

myCounter ++的作用就相當于myCounter=myCounter+1，只不過這樣用起來更簡潔。這也是C語言的特點，靈活簡潔。

該你了——不同的初始值和終值及計數步長

你可以修改表達式3來使myCounter以不同步長計數，而不是按9，10，11，…來計，你可以讓它每次增加2（9，11，13，…）或增加5（10，15，20，…）或任何你想要的步進，遞增或遞減都可以。下面的例子是每次減3。

    for(myCounter=21;myCounter>=9;myCounter=myCounter-3)
    {
      printf("%d\n",myCounter);
      delay_nms(500);
    }

for循環控制電機的運行時間

到目前為止，你已經理解了脈沖寬度控制連續旋轉電機速度和方向的原理。控制電機速度和方向的方法是非常簡單的。控制電機運行的時間也非常簡單，那就是用for循環。

下面是for循環的例子，它會使電機運行幾秒鐘。

    for(Counter=1;Counter<=100;i++)
    {
      P1_1=1;
      delay_nus(1700);
      P1_1=0;
      delay_nms(20);
    }

讓我們來計算一下這個代碼能使電機轉動的確切的時間長度。每通過循環一次，delay_nus(1700)持續1.7 ms，delay_nms(20)持續20ms，其他語句的執行時間很少，可忽略。那么for循環整體執行一次的時間是：1.7 ms+20 ms=21.7ms，本循環執行100次，即就是21.7ms乘以100，時間=21.7ms×100=0.0217s×100=2.17s。

假如要讓電機運行4.34s，for循環必須執行上面兩倍的時間。

    for(Counter=1;Counter<=200;i++)
    {
      P1_1=1;
      delay_nus(1700);
      P1_1=0;
      delay_nms(20);
    }

例程：ControlServoRunTimes.c

● 輸入、保存并運行程序ControlServoRunTimes.c；

● 驗證是否與P1_1連接的電機逆時針旋轉2.17s，然后與P1_0連接的電機旋轉4.34s。

    #include<BoeBot.h>
    #include<uart.h>
    int main(void)
    {
      int Counter;

      uart_Init();
      printf("Program Running!\n");

      for(Counter=1;Counter<=100;Counter++)
      {
        P1_1=1;
        delay_nus(1700);
        P1_1=0;
        delay_nms(20);
      }
      for(Counter=1;Counter<=200;Counter++)
      {
        P1_0=1;
        delay_nus(1700);
        P1_0=0;
        delay_nms(20);
      }
      while(1);
    }

假如想讓兩個電機同時運行，給與P1_1連接的電機發出1.7ms的脈寬，給與P1_0連接的電機發出1.3ms的脈寬，現在每通過循環一次要用的時間是：

1.7ms——與P1_1連接的電機

1.3ms——與P1_0連接的電機

20 ms——中斷持續時間

----------------------------------------

一共是23 ms

如果想使機器人運行一段確定的時間，可以計算如下：

脈沖數量=時間/0.023s=時間/0.023

假如想讓電機運行3s，計算如下：

脈沖數量=3/0.023= 130現在，可以將for循環中作如下修改，程序如下：

    for(counter=1;counter<=130;i++)
    {
      P1_1=1;
      delay_nus(1700);
      P1_1=0;
      P1_0=1;
      delay_nus(1300);
      P1_0=0;
      delay_nms(20);
    }

例程：BothServosThreeSeconds.c

下面是一個使電機向一個方向旋轉3s，然后反向旋轉的例子。

● 輸入、保存并運行程序BothServosThreeSeconds.c；

    #include<BoeBot.h>
    #include<uart.h>
    int main(void)
    {
      int counter;
      uart_Init();
      printf("Program Running!\n");

      for(counter=1;counter<=130;counter++)
      {
        P1_1=1;
        delay_nus(1700);
        P1_1=0;
        P1_0=1;
        delay_nus(1300);
        P1_0=0;
        delay_nms(20);
      }
      for(counter=1;counter<=130;counter++)
      {
        P1_1=1;
        delay_nus(1300);
        P1_1=0;

        P1_0=1;
        delay_nus(1700);
        P1_0=0;
        delay_nms(20);
      }
      while(1);
    }

驗證每個機器人是否沿一個方向運行3s，然后反方向運行3s。你是否注意到當電機同時反向的時候，它們總是保持同步運行？這將有什么作用呢？