任务3 用函数调用简化运动程序
在后面讲节中，机器人将需要执行各种运动来避开障碍物和完成其他动作。不过，无论机器人要执行何种动作，都离不开前面讨论的各种基本动作。为了各种应用程序方便使用这些基本动作程序，可以将这些基本动作放在函数中，供其他函数调用来简化程序。
C语言提供了强大的函数定义功能。在本书第1讲中已经介绍过，一个C程序就是由一个主函数和若干个其他函数构成，由主函数调用其他函数，其他函数也可以相互调用。同一个函数可以被一个或多个函数调用任意多次。
实际上，为了实现复杂的程序设计，在所有的计算机高级语言中都有子程序或者子过程的概念。在C语言程序中，子程序的作用就是由函数来完成的。
从函数定义的角度来看，函数有两种
（1）标准函数，即库函数。由开发系统提供，用户不必自己定义而直接使用，只需在程序前包含有该函数原型的头文件即可在程序中直接调用，例如前面已经用到的串口标准输入（printf）和输出（scanf）函数。应该说明，不同的语言编译系统提供的库函数的数量和功能会有一些不同，但许多基本函数是共同的。
（2）用户定义函数，以解决你的专门需要。不仅要在程序中定义函数本身，而且在主调函数模块中还必须对该被调函数进行类型说明，然后才能使用。
从有无返回值角度来看，函数又分为以下两种
（1）有返回值函数。函数被调用执行完后将向调用者返回一个执行结果，称为函数返回值。由用户定义的返回函数值的函数，必须在函数定义中明确返回值的类型。
（2）无返回值函数。此类函数用于完成某项特定的处理任务，执行完成后不向调用者返回函数值。用户在定义此类函数时可指定它的返回为“空类型”，即“void”。
从主调函数和被调函数之间数据传送的角度看，函数也可分为两种
（1）无参函数。函数定义、说明及调用中均不带参数，主调函数和被调函数之间不进行参数传送。此类函数通常用来完成一组指定的功能，可以返回或不返回函数值。
（2）有参函数。在函数定义及说明时都有参数，称为形式参数（简称为形参）。在函数调用时也必须给出参数，称为实际参数（简称为实参）。进行函数调用时，主调函数将把实参的值传送给形参，供被调函数使用。
第1讲就已经给出了函数定义的一般形式：
类型标志符 函数名(形式参数列表)
{
声明部分
语句
}
其中类型标志符和函数名称为函数头。类型标志符指明了本函数的类型，函数的类型实际上是函数返回值的类型。函数名是由用户定义的标志符，函数名后有一个括号（不可少写）。若函数无参数，则括号内可不写内容或写“void”；若有参数，则形式参数列表给出各种类型的变量，各参数之间用逗号间隔。
{}中的内容称为函数体。函数体中的声明部分，是对函数体内部用到的变量的类型说明。在很多情况下都不要求函数有返回值，此时函数类型符可以写为void。
main函数的返回值
前面说过，main函数是不能被其他函数调用的，那它的返回值类型int是怎么回事呢？
其实不难理解，main函数执行完后，它的返回值是给操作系统的。虽然在main函数体内并没有什么语句来指出返回值的大小，但系统默认的处理方式是：当main函数成功执行时，它的返回值为1；否则为0。
现在看看下面的函数定义。
void Forward(void)
{
int i;
for(i=1;i<=65;i++)
{
P1_1=1;
delay_nus(1700);
P1_1=0;
P1_0=1;
delay_nus(1300);
P1_0=0;
delay_nms(20);
}
}
Forward函数可以使机器人向前运动约1.5s，该函数没有形式参数，也没有返回值。在主程序中，可以调用它来让你的机器人向前运动约1.5s。但是这个函数并没有太大的使用价值，如果想让你的机器人向前运动2s，该怎么办呢？是重新写一个函数来实现这个运动吗？当然不是！通过修改上面的函数，给它增加两个形式参数，一个是脉冲数量，另一个是速度参数。这样主程序调用时就可以按照你的要求灵活设置这些参数，从而使函数真正成为一个有用的模块。重新定义向前运动函数如下：
void Forward(int PulseCount，int Velocity)
/*Velocity should be between 0 and 200 */
{
int i;
for(i=1;i<=PulseCount;i++)
{
P1_1=1;
delay_nus(1500+Velocity);
P1_1=0;
P1_0=1;
delay_nus(1500-Velocity);
P1_0=0;
delay_nms(20);
}
}
函数定义下方，增加了一行注释，提醒你在调用该函数时，速度参量的值必须在0～200之间。
注释符
除“//”外，C语言还提供了另一种语句注释符——“/*”和“*/”。
“/*”和“*/”必须成对使用，在它们之间的内容将被注释掉。它的作用范围比“//”大：“//”仅仅对它所在的一行起注释作用；但“/*…*/”可以对多行注释。
注释是你在学习程序设计时要养成的良好习惯。
下面是一个完整的使用向前、左转、右转和向后四个函数的例程。
例程：MovementsWithFunctions.c
输入、保存、编译、下载并运行程序MovementsWithFunctions.c。
#include<BoeBot.h>
#include<uart.h>
void Forward(int PulseCount,int Velocity)
/*Velocity should be between 0 and 200 */
{
int i;
for(i=1;i<=PulseCount;i++)
{
P1_1=1;
delay_nus(1500+Velocity);
P1_1=0;
P1_0=1;
delay_nus(1500-Velocity);
P1_0=0;
delay_nms(20);
}
}
void Left(int PulseCount,int Velocity)
/*Velocity should be between 0 and 200 */
{
int i;
for(i=1;i<=PulseCount;i++)
{
P1_1=1;
delay_nus(1500-Velocity);
P1_1=0;
P1_0=1;
delay_nus(1500-Velocity);
P1_0=0;
delay_nms(20);
}
}
void Right(int PulseCount,int Velocity)
/*Velocity should be between 0 and 200 */
{
int i;
for(i=1;i<=PulseCount;i++)
{
P1_1=1;
delay_nus(1500+Velocity);
P1_1=0;
P1_0=1;
delay_nus(1500+Velocity);
P1_0=0;
delay_nms(20);
}
}
void Backward(int PulseCount,int Velocity)
/*Velocity should be between 0 and 200 */
{
int i;
for(i=1;i<=PulseCount;i++)
{
P1_1=1;
delay_nus(1500-Velocity);
P1_1=0;
P1_0=1;
delay_nus(1500+Velocity);
P1_0=0;
delay_nms(20);
}
}
int main(void)
{
uart_Init();
printf("Program Running!\n");
Forward(65,200);
Left(26,200);
Right(26,200);
Backward(65,200);
while(1);
}
这个程序的运行结果与程序ForwardLeftRightBackward.c产生的效果是相同的。很明显，还有许多方法可以构造一个程序而得到同样的结果。实际上，四个函数的具体实现部分几乎完全一样，有没有可能将这些函数进行归纳，用一个函数来实现所有这些功能呢？当然有，前面的四个函数都用了两个形式参数，一个是控制时间的脉冲个数，另一个是控制运动速度的参数，而四个函数实际上代表了四个不同的运动方向。如果能够通过参数控制运动方向，显然这四个函数就完全可以简化成为一个更为通用的函数，它不仅可以涵盖以上四个基本运动，同时还可以使机器人朝你希望的方向运动。
由于机器人由两个轮子驱动，实际上两个轮子的不同速度组合控制着机器人的运动速度和方向，因此可以直接用两个车轮的速度作为形式参数，就可以将所有的机器人运动用一个函数来实现。
例程：MovementsWithOneFuntion.c
这个例子使你的机器人做同样动作，但是它只用了一个子函数来实现。
#include<BoeBot.h>
#include<uart.h>
void Move(int counter,int PC1_pulseWide,int PC0_pulseWide)
{
int i;
for(i=1;i<=counter;i++)
{
P1_1=1;
delay_nus(PC1_pulseWide);
P1_1=0;
P1_0=1;
delay_nus(PC0_pulseWide);
P1_0=0;
delay_nms(20);
}
}
int main(void)
{
uart_Init();
printf("Program Running!\n");
Move(65,1700,1300);
Move(26,1300,1300);
Move(26,1700,1700);
Move(65,1300,1700);
while(1);
}
● 输入、保存并运行程序MovementsWithOneFuntion.c；
● 你的机器人是否执行了前、左、右、后运动呢？
● 修改MovementsWithOneFuntion.c，使机器人走一个正方形。第一边和第二边向前走，另外两个边向后走。