Noveno Curso de Programación Básica con NQC Primera Clase www.cursolego.elo.utfsm.cl José M. Galarce H. Abril 4 de 2009.

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1 Noveno Curso de Programación Básica con NQC Primera Clase www.cursolego.elo.utfsm.cl José M. Galarce H. Abril 4 de 2009

2 Fundamentos de Robótica con LEGO i.La línea LEGO Mindstorms. ii.El bloque RCX. iii.Capacidades.

3 i. La Línea LEGO Mindstorms Desarrollo del bloque programable por tres organizaciones: –Resnick and Paperts Epistemology and Learning research group. –Massachusetts Institute of Technology Media Laboratory (MITML). –LEGO Corporation. En 1998 LEGO Company lanzó el producto: –LEGO Mindstorms : Robotic Invention System. Se componía por 717 piezas además de motores, sensores y un RCX 1.0.

4 ii. El bloque RCX Unidad Digital Programable. Es un Microcontrolador de bajo costo y alto rendimiento. Interfaces especialmente diseñadas y de fácil manejo. En conjunto con los sensores y actuadores de la línea Mindstorms, permite el modelamiento de sistemas embebidos.

5 iii. Capacidades Procesador Hitachi Renesas 8bits H8/3292 16MHz. SRAM integrada 16kbits. SRAM externa 512bits. 4 Timers de Sistema de 8bits. Comunicación IR. 3 puertos salida 9V 500mA. 3 puertos entrada. Pantalla. Twiter. Baterías 6xAA. Transformador 9-12V sólo en 1.0.

6 Fundamentos de Programación i.Lenguajes de Programación. ii.Función de los Lenguajes.

7 i. Lenguajes de Programación Conjunto de palabras, operadores y reglas sintácticas y semánticas que definen la estructura y significado de un lenguaje artificial para escribir algoritmos en una forma interpretable por una máquina. Lenguajes: –Pianola –Cálculo Lambda, 1930 (Paradoja de Russel, 1901) –Assembler, 1950 –Fortran, 1957 –Lisp, 1959 –C, 1972 –MATLAB, 1978 –SQL, 1978 –C++, 1983 –Abel, 1983 –Verilog, 1983, 1995 –HTML, 1991 –Phyton, 1991 –PHP, 1994 –Java, 1995 –C#, D, 2000

8 ii. Función de los Lenguajes La función del Lenguaje de programación es permitir al programador comunicar un algoritmo a una entidad computacional, de manera que ésta lo pueda interpretar. Primero se establece la sintaxis y estructura del lenguaje. Luego se efectúa la compilación del lenguaje. El lenguaje compilado se encuentra en lenguaje de máquina y se puede cargar en el microcontrolador. Diferentes procesadores, estructuras, dispositivos : Diferentes compiladores.

9 Lenguaje de Programación NQC i.Origen y propósito. ii.Programa secuencial. iii.Estructura básica.

10 i. Origen y Propósito NQC es un lenguaje diseñado por Dave Baum para programar bloques RCX. N.Q.C. significa : Not Quite C. Es decir No Completamente C. Estructura basada en el popular lenguaje C, un lenguajes fundamental para el aprendizaje de programación. Fue diseñado sólo para programar bloques RCX, Scout, Cybermaster y Spybot. Las funciones de control de actuadores y control de sensores vienen incorporadas, permitiendo abstraerse de la electrónica interna para concentrarse en el algoritmo y facilitar la programación.

11 ii. Programa Secuencial El lenguaje NQC, así como C y otros lenguajes similares posee una estructura Secuencial. Se establecen Tareas que comprenden algoritmos a ser ejecutados por el robot. Se determinan las estructuras del control para implementar el algoritmo deseado. Se hace uso de las funciones implementadas. Es posible preparar Subrutinas que facilitan la escritura de tareas repetitivas.

12 iii. Estructura Básica task main () { /*Sentencias*/ }

13 Variables de Salida del RCX Los Actuadores son controlados a través de los 3 puertos de Salida del RCX. Cada salida está definida por un nombre de sistema: –OUT_A –OUT_B –OUT_C De acuerdo al programa cargado en el RCX, al ejecutarse determina los estados de las salidas y el funcionamiento de los controladores conectados a ellas a medida que transcurre el programa. El kit con el que se trabajará en las actividades prácticas cuenta con 2 actuadores: –Motor (2) –Ampolleta (1) Por ejemplo, si la luz se encuentra conectada a la salida OUT_A, ésta se encenderá si el estado de ésta variable de sistema está en modo encendido.

14 Instrucciones de Movimiento Existen funciones que permiten determinar el valor de las variables de salida y que pueden modificar estos valores a medida que transcurre la secuencia del programa. Básicamente, cada función corresponde a una instrucción de movimiento: –On(OUT_X);Enciende la salida X. –Off(OUT_X);Apaga la salida X. –Fwd(OUT_X);La salida avanza. –Rev(OUT_X);La salida retrocede –Wait(tiempo);Espera el tiempo indicado en centésimas de segundo antes de realizar la próxima acción.

15 Síntesis de Instrucciones de Movimiento Para facilitar la escritura de programas, el lenguaje de programación NQC incorpora funciones de movimiento que sintetizan varias instrucciones: –OnFwd(OUT_X);Enciende hacia delante la salida X. –OnRev(OUT_X);Enciende hacia atrás la salida X. –OnFor(OUT_X, tiempo);La salida se enciende durante el tiempo indicado. (En centésimas de segundo)

16 Entorno de Programación NQC Edit Descripción. Instalación. Modo de uso. Casos de uso.

17 NQC Edit Un entorno de programación es una aplicación que facilita la escritura, compilación y generalmente también la transmisión del lenguaje de programación a lenguaje de máquina y al microcontrolador. Para el desarrollo de las experiencias prácticas que componen este curso se utilizará la aplicación NQC Edit 1.77 y el compiladorNQC 3.1r6 Ésta aplicación es una interfaz gráfica que evita tener que trabajar en consola con el compilador nqc.exe que se encarga de realizar el trabajo de bajo nivel.

18 Instalación de NQC Edit Se necesitan dos ficheros ejecutables: –nqc.exe –NQCEdit.exe El primero es el compilador. El segundo es la interfaz gráfica. El primero es independiente, pero el segundo necesita al primero. No necesita instalación. Deben estar instalados los controladores de la torre USB. NQCEdit1.77-nqc3.1r6.zip se encuentra en: Descargas -> Desarrolladores. ( OjO: Descomprimir la carpeta para poder trabajar ) driver_usb_lego_tower_164.zip se encuentra en: Descargas -> Drivers.

19 Modo de uso de NQC Edit Se ejecuta la interfaz gráfica NQCEdit.exe.

20 Demostración Práctica Uso de NQC Edit. Selección de dispositivo de comunicación.

21 Demostración Práctica Cargar firmware.

22 Demostración Práctica Compilación y Transmisión del programa.

23 Errores típicos La sentencia task main () debe contener un abrir y cerrar de paréntesis { }. La instrucciones deben terminar en punto y coma. El programa se debe guardar antes de compilar. El programa se debe compilar antes de iniciar la transmisión. Establecer el puerto de comunicación correcto (USB). Los colores que adquieren las palabras en el entorno NQCEdit permiten detectar errores en la escritura.

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