本帖最后由 hmq011212 于 2017-4-3 17:32 编辑
UPDATE: 由于更换电脑的缘故，再加之高中学业繁重（自招考上了），更新会进一步延迟，但是我仍然在继续研究着Mindcub3r，直到帖子完结，然而由于最近占坑太多，并且涉及各种不同的领域，所以时间会比较少，希望大家谅解。
本次更新，删去了乱七八糟的CPP代码，版面更加清爽。
以上。 April 3rd.
另外，删去了Mega网盘的链接，改为大家更为常用的百度网盘（虽然恶心，但是对于大部分人来说，还是比较快的，谁有百度网盘的VIP账号，麻烦分享下，我这里实在是太慢了，请使用PM的形式。）：（链接准备中）----------------------------------------------------------------------正文-------------------------------------------------------------------
MindCub3r对于很多玩家来说已经十分熟悉了，当然作为一个新手，也是从搭建错误到不能扫描到成功解魔方过来的，MindCub3r的程序，是一个非常好的研究范本，它不仅仅运用了机械部分的操作，还运用了程序间的通信等高级内容。但是由于采用了Lego方面的编程系统，虽然是开放源代码，但是程序复杂后，就是一个大坑。相信没有人愿意看到这样的程序：
这也已经是高度模块化的程序了。许多人该打退堂鼓了。
作为一个学生，我当然也希望研究一下，于是就催生出了这篇文章。当然毕竟时间有限，我也不可能一天24小时扑在程序上，只有周末才能来研究一下，不可能每天都来更新帖子、给大家回复，所以大致会每周更新一次，统一回复三次。文章会分为几个章节（具体几个章节没想好），每个章节难度不同。当然由于我LDD技术有限，只能使用官方的搭建图，如果哪位能够提供教育版LDD图纸，那就更好了。我们开始看程序：
第一章 机械部分的初始化 有志者，事竟成。 ——引子 一、程序体： （一）、主程序： 1. 闪烁红色指示灯； 2. 调用Banner子程序，显示Banner； 3. 调用Message子程序，显示信息（参数：Reset scan）； 4. 调用ScanCal子程序，使扫描臂复位； 5. 调用Message子程序，显示信息（参数：Reset tilt）； 6. 调用TiltCal子程序，使翻动臂复位； 7. 终止程序。 （二）、循环体： 1.LpMindCub3r（Mindcuber的循环体） ① 测量反射光线强度（端口2，光线传感器）； ② 调用CubeAbsent子程序，检测是否放置魔方； ③ 测量环境光线强度（端口2，光线传感器）； ④ 琥珀色指示灯常亮； ⑤ 调用CubePresent子程序，检测现有魔方状态； ⑥ 判断布尔型变量solve是否为真，为真，则执行ScanAndSolve子程序，为假，则执行Scramble子程序； ⑦ 无限循环下去。 2. LpScanCal0（复位扫描臂） ① C电机旋转0.2s，并测量度数，传入变量a； ② 测量度数，传入变量b； ③ 当a大于等于b时，返回真，否则返回假； ④ 执行循环，直至返回值为真。 注：此处事实上使电机旋转到“定位点”，方法是不断判断电机是否停止运动，若停止运动，则说明已经到达“定位点”。如下图： 扫描臂定位点 2. LpScanCal1（复位扫描臂） ① C电机旋转0.2s，并测量度数，传入变量a； ② 测量度数，传入变量b； ③ 当a大于等于b时，返回真，否则返回假； ④ 执行循环，直至返回值为真。
注：此处事实上使电机旋转到“定位点” ，方法是不断判断电机是否停止运动，若停止运动，则说明已经到达“定位点”。如下图： 扫描臂定位点 3. LpTiltCal（复位翻动臂） ① A电机旋转0.2s，并测量度数，传入变量a； ② 测量度数，传入变量b； ③ 当a小于等于b时，返回真，否则返回假； ④ 执行循环，直至返回值为真。 注：此处事实上使电机旋转到“定位点” ，方法是不断判断电机是否停止运动，若停止运动，则说明已经到达“定位点”。如下图标黄色的部分，复位完成后，应当在七孔梁的同侧。 翻动臂定位点
（三）、子程序： 1. Banner（横幅） ① 清屏，用网格状大字在屏幕左上角显示文本“MindCub3r”； ② 在文本“MindCub3r”右上方用像素小字显示文本“v1p9”； ③ 调用BannerVariant子程序，在文本“v1p9”下方用像素小字显示文本“Edu”； ④ 在该行字符下，绘制填充的矩形，长141px，宽3px； ⑤ 在矩形左下，用像素小字显示文本“By David Gilday”； ⑥ 在文本“By David Gilday”左下，用像素小字显示文本“mindcuber.com”； ⑦ 返回主程序。 2. Message【信息（状态？）】 ① 合并文本，参数A指定为调用子程序时所用的参数； ② 在文本“mindcuber.com”下，将合并后的结果用网格状大字显示； ③ 返回主程序； 3. ScanCal（扫描臂计算） ① 将C端口的电机功率设定为40%； ② 执行循环体LpScanCal0，复位电机； ③ C端口中型电机以40%功率倒转100°，结束时制动； ④ 将C端口的电机功率设定为20%； ⑤ 执行循环体LpScanCal1，复位电机； ⑥ 重置电机度数为0°； ⑦ 调用子程序ScanAway，使扫描臂返回工作位置； ⑧ 返回主程序。 4. ScanAway（扫描臂返回工作位置） ① 测量电机旋转度数，传入变量b； 注：由于在LpScanCal1循环体中，已经完成了电机度数的重置，且中途没有退出程序，故此时电机度数为0。 ② 计算a-b的值，变量a为常数-340，并使电机以100%的功率转动(a-b)°； 注：此时(a-b)的值为-340。 ③ 返回主程序。 5. TiltCal（翻动臂计算） ① 将A端口的电机功率设定为-20%（倒转20%）； ② 执行子程序TiltOffset，声明变量bit_offest（偏移量）并赋值； ③ 执行循环体LpTiltCal，复位翻动臂； ④ 重置电机度数为0°； ⑤ 调用子程序TiltAway，使翻动臂返回工作位置； ⑥ 返回主程序。 6. TiltAway（翻动臂返回工作位置） ① 测量电机旋转度数，传入变量a； 注：由于在LpTiltCal循环体中，已经完成了电机度数的重置，且中途没有退出程序，故此时电机度数为0。 ② 计算a-b的值，变量b为常数10，并使电机以70%的功率转动(a-b)°； 注：此时(a-b)的值为-10。 ③ 返回主程序。 2016年5月29日 山东省 （注：这一章是我早期完成的，只是改了改日期，实际完成日期为5月21日，若有不妥之处，敬请PM，文章将会持续更新。）
今天是6月4日，我们将要进行小中考，时间比较多，更新频率会大些。每次更新也会多些。有一点做阅卷机的想法，这篇文章完成后，将会写下阅卷机的文章，一样持续更新，这是后话。现在是下午17点25分。开始更新。
第二章 隐秘的部分 重要提示：如果第一章都看不懂了，那么请不要继续看第二章!！！ -——引子 这仅仅是开个玩笑，这一部分难度增加了，但是也不是最难的一部分。这一部分你几乎看不见，但是后面还是会用到。所以，这一章还是比较重要的。 首先，我们要引入一些概念，这也是我们第一章结束的原因。这些概念，我都会用最最通俗的语言来叙述。 1. 变量：所谓变量，其实就是“可变的量”，你可以把它想象成一个缸，在这个缸里面放上水，它就叫“水缸”，在这个缸里面放上米，它就叫“米缸”，这个“缸”里放上什么，它里面就有什么，缸里的物质是可以改变的。在编程中，常用来存储可变的量，在程序执行过程中，变量的量是可变的，它存储于内存中。在C++中常用的定义变量的方式为“数据类型 变量名”； 2. 数组（排列）：数组也叫排列。所谓数组，其实就是一个变量，只不过这个变量中含有多个元素，怎么理解呢？变量是个缸，缸里放上米，这个缸里每一粒米都是这个缸的“元素”，这个缸就是一个数组，它也存储在内存里。在C++中常用的定义数组的方式为“数据类型 数组名[数组宽度]”，这个“数组宽度”，就是数组的大小； 3. 数据类型：所谓数据类型，实际上就是指这个数据是什么一类东西，比如“abc”是字符型(char)数据[又称“文本型（text）数据”]；比如“123”是整数型(int)数据；比如“123.456”是单精度小数型(float)数据；比如“3.1415926535”是双精度小数型(double)数据，以上整数型、单双精度小数型数据，在EV3的编程系统中，统称为“数字型数据”。当然，有一个特例，布尔型(bool)数据，只有“真”与“假”两种状态，被称为“逻辑型数据”。在EV3编程系统中，可用的只有这几种数据类型。 4. 函数：函数不同于数学中的函数，它是由一组命令组成的，你也可以把它视作“模块”，一个模块完成一项任务，函数组合在一起，就是一个程序，在EV3编程系统中，被称为“模块”。 5. 参数：参数与函数有关，就是函数执行时所需要的数据。 （原混乱的代码已删除。） 一、函数 1. InitTables函数（变量表） ① 定义变量dbg，并赋值为0； ② 定义数组imap，并插入元素{0,1,2,3,4,5,0,3,2,1,5,4,2,4,5,3,1,0,5,2,4,1,3,1,0,3,2,5,4,1,2,3,0,4,5,1,4,3,5,0,2,1,5,3,4,2,0,2,1,0,3,5,4,2,3,0,1,4,5,2,4,0,5,1,3,2,5,0,4,3,1,3,0,1,2,4,5,3,2,1,0,5,4,3,4,1,5,2,0,3,5,1,4,0,2,4,0,5,2,1,3,4,1,5,3,2,0,4,2,5,0,3,1,4,3,5,1,0,2,5,0,4,2,3,1,5,1,4,3,0,2,5,2,4,0,1,3,5,3,4,1,2,0}； ③ 定义数组edge0_tab并插入元素{1,7,5,3,43,31,23,35,21,11,19,17}； ④ 定义数组……并插入元素……（我不写了，有需要的自己翻阅上述内容，总之就是定义变量）； ⑤ 调用Message函数，显示文本“Find solver”。 ⑦ 执行循环LpInitTables，判断Solver是否响应（此处就是卡在Find solver的循环）； ⑧ 播放音调（1000Hz，0.1s，音量100%，播放一次）； ⑨ 定义数字型变量pattern，并赋值为0； ⑩ 定义数字型变量pattern_mode，并赋值为0； ⑪ 调用GetPattern函数，返回name, faces, turns, number； ⑫ 调用SetPattern函数，参数faces, turns均使用GetPattern中的返回值； ⑬ 调用CubeDetect函数，检测魔方； ⑭ 返回主程序。 2. △SolverCommand函数（给Solver发信息） ① 删除mc3cmd文件； ② 创建mc3cmd文件，并写入cmd； ③ 关闭mc3cmd文件，返回主程序。 3. △SolverResponse函数（检测Solver是否响应） ① 读取mc3cmd文件，并将其值返回为resp，Mod2后判断是否与1相等，若相等返回done为真，否则返回done为假； ② 关闭mc3cmd文件。 4. GetPattern函数（取解魔方模式函数） ① 判断传入的number值： ⑴ 若为0，则返回name为Solve； ⑵ 若为1，则返回name为CheckerBoard（棋盘形），定义数组checkboard_faces，并添加元素{0,2,1,3,4,5}，定义数组checkboard_turns，并添加元素{2,2,2,2,2,2}； (3) 若为2，则返回name为Cube-in-cube（魔方套魔方），定义数组cubes_faces，并添加元素{0,4,2,1,4,0,4,0,4,0,4,5,2,5,1,2,4}，定义数组cubes_turns，并添加元素{-1,1,-1,-1,1,2,2,-1,-1,1,2,1,-1,-1,2,2,-1}，返回faces为cubes_faces，返回turns为cubes_turns； (4) 若为3，则返回name为Six-spot（蓝点），定义数组spot_faces，并添加元素{4,5,1,3,0,2,4,5}，定义数组spot_turns，并添加元素{1,-1,1,-1,1,-1,1,-1}，返回faces为spot_faces，返回turns为spot_turns； (5) 若为4，则返回name为snake（S形），定义数组snake_faces，并添加元素{1,5,0,5,3,0,3,5,0,5,1,5,0,1}，定义数组snake_turns，并添加元素{-1,-1,1,1,2,1,2,1,-1,1,-1,2,-1,2}，返回faces为snake_faces，返回turns为snake_turns； (6) 若为5，则返回name为Superflip（翻棱），定义数组superflip_faces，并添加元素{0,1,4,0,4,2,1,3,0,1,4,5,1,2,3,4,1,2,1,2}，定义数组superflip_turns，并添加元素{-1,2,-1,2,2,2,1,-1,-1,2,1,1,-1,2,-1,2,-1,2,-1,-1}，返回faces为superflip_faces，返回turns为superflip_turns； (6) 若为-1，则返回name为All（所有），返回faces为空数组，返回turns为空数组； (7) 若为-2，则返回name为Random（随机），返回faces为空数组，返回turns为空数组； (8) 若为-3，则返回name为Scramble（打乱），返回faces为空数组，返回turns为空数组； ② 返回number为5； ③ 返回InitTables函数。 (注：初始状态为-1，即All。吐槽：本来是一个switch语句，结果搞得这么复杂，我想念写两个函数直接return faces，然后再return turns的时代，还有乐高公司麻烦出个全局变/常量和局部变/常量吧，看“*量表”眼花啊，顺便把变量值加进去…… 还有所谓“结构化编程”对于ev3来说就是个笑话，你这是图形化编程，易学倒是易学，对开发大工程来说就是噩梦……) 5. SetPatten函数（设置魔方模式函数） ① 删除文件mc3dat； ② 取数组faces的长度，判断是否介于1-100之间； ⑴ 若介于1-100之间，则向mc3dat中写入数组faces的长度，执行LpSetPattern0循环，继续顺次写入faces、turns数组的各个值； ⑵ 若不介于1-100之间，则向mc3dat中写入0； ③ 关闭mc3dat文件； ④ 执行SolverCommand函数，参数cmd=8； ⑤ 执行LpSetPattern循环，判断解魔方程序是否响应； ⑴ 等待0.1秒； ⑵ 执行SolverResponse函数，检测是否响应； ⑶ 若响应，返回InitTables程序； ⑷ 若无响应，继续执行循环。 6. CubeDetect函数（检测魔方函数） ① 调用1号端口的超声波传感器测量距离； ② 判断6-10厘米处是否有物体，若有物体返回真，否则返回假。
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发表于 2016-5-29 17:04:20
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