LabVIEW与乐高NXT机器人的入门

乐高NXT机器人产品自带的软件是NXT-G，在这个产品之前，是RCX机器人产品，用的是robolab软件，这个软件的最新版本是2.9，Robolab 2.9也支持NXT机器人，NXT-G和Robolab这两个软件都是在美国NI公司的labview软件基础上开发的。Labview 开始研制出来，定位是虚拟仪器软件，Labview认为PC机+软件+采集卡就是一台多功能仪器，可以替代众多硬件仪器，如万用表、示波器、频谱仪等，而且功能可以随测试对象的特点而变化，只要重新用labview软件编制新程序即可。目前labview已经从定位于虚拟仪器软件升级为一种流行的图形化编程软件，就像C语言是文本式编程语言的代表一样，Labview就是图形式编程语言的典范，国内外拥有众多Labview用户。现在你可以在labview软件基础上，安装乐高NXT 组件，就可以直接用labview软件编程了！

图1 Labview启动画面

点击画面中的Blank VI Targeted to NXT，出现Labview前面板，前面板是程序的人机交互界面，不是编程界面，编程界面开始是看不到的，如何让它显示出来？前面板如图2.

图2 Labview前面板

点击前面板菜单栏的“窗口”，出现下拉菜单，点击“显示程序框图”，随之出现的界面，如图4，就是编程界面。

如果你已经拥有了labview软件，加装了乐高NXT 组件，就可以尝试少用NXT-G和Robolab，而多用Labview为乐高NXT编程，毕竟 NXT-G和Robolab不是主流软件，它们只能针对乐高机器人产品编程，可以说是labview软件的“副产品”，而Lavbiew ，它可是全能运动员，我曾经用它给51单片机，Arduino控制器、PLC、智能模块，采集卡等编程，非常好用。下面的图片是labview for NXT的主页。

图3 labview for NXT主页

上面的图片显示的网页原来是英文的，我贴的图片咋显示的文字是中文简体那？哈哈，我安装了谷歌浏览器，google可以把英文翻译成中文，翻译不够准确，但是可以辅助我们看英文资料。还有个小窍门，就是你把鼠标的光标移动到翻译出来的中文段落时，英文原文就以小窗口的形式显示出来，哈，这样就可以中英文对照了，用自己的英文功底纠正下，google翻译不顺畅的地方。

Labview 中文评估板，可以用30天，下载地址：

http://ftp.ni.com/evaluation/labview/ekit/other/downloader/LV2009_CHI_downloader.exe

乐高NXT组件的下载网页：http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/4435

注意labview 7.1 到8.6的NXT组件是一种，labview 2009和2010是另一种组件，要了解自己的labview的版本是什么？我的labview版本是labview 2009, 所以我下载的组件是

LabVIEW Module for LEGO MINDSTORMS NXT

今后我会不断有些labview for NXT的编程例子可供下载，所以低于Labview 2009版本的软件打不开上传的例子。

看看labview的编程界面与NXT-G软件界面有何不同。我贴的Labview的编程界面背景是lego的桌面，要分清哪些图面是软件界面。 [p]

图4 Labview前面板和框图程序

点击上图的菜单栏中的“文件”，出现下拉菜单，选择其中的“终端至NXT”并点击，Labview框图程序界面的左下角发生变化，看看左下角，我加注的黑框 。

图 5 Labview框图程序

在程序编程界面的任意处点击鼠标右键，会出现函数库，选择“NXT I/O”，又会出现“NXT I/O”子函数库，我用“蓝色”圈加注的是“电机Motor”多态模块，用“红色”圈加注的是“传感器Sensor”多态模块。这篇文章讲解的程序只用到了这两个模块，点击模块，即可把模块拖到到编程界面的合适位置，再点击一下，就把模块放置下来了。

点击软件菜单栏里的“帮助”，出现下拉菜单，在下拉菜单中，选择“NXT Module Help”点击，就会有我们需要的“软件使用指南”，是英文的，可惜，但这是最全面的入门资料，Labview for NXT的资料可不好找啊。

有个办法，你可以用google翻译网页：http://translate.google.com/#en|zh-CN|

把“软件使用指南”的英文段落一段段贴到源语言栏里，点击翻译，就可以看中文了。

这篇文章介绍的例子很简单，任务是在NXT控制器的输入口4连接超声波传感器，在输出口A连接伺服电机一台。当超声波传感器检测障碍物距离小于20厘米，则电机转，否则电机停止。

实验图片：

实验的labview程序如下图所示：

点击上图的条件选择结构的“真”或“假”切换按钮，选择结构“假”时的程序如下图：

按照同样的编程思路，我用NXT-G也编写了程序：

看看，完成这个小任务，两种软件编制出的程序有何不同，起码有一点不同，很容易看出，Labview程序的各模块参数可以直接在模块的输入端子上设置，例如电机“前转”，功率是75, 这个参数75直接连在电机模块的输入端子上，而NXT-G软件的参数，要点击模块，软件界面下方会出现参数设置栏，在这个参数设置栏里设置电机的参数，最后在NXT-G图形化程序上，并不能看到各个模块的所有参数具体值，而Laview for NXT却可以看到程序的全貌。 [p]

讲讲Labview程序中多态模块的切换方法和参数设置方法。

上图“传感器”多态模块，点击模块下拉按钮，出现下拉列表，选择“Read Ultrasonic”，这样“传感器”多态模块就变成了“超声波传感器Ultrasonic sensor”模块了。

在模块的周围有些输入或输出端子，你用鼠标在端子上停留一小会，就会出现这个端子的用处提示。然后点击右键，出现快捷菜单，如下图：

点击“创建”→“常数”，就会出现一个列表选项，并且它已经连接到了那个端子，上图用“红色”圈加注的列表选项用来选择超声波传感器连接在NXT控制器的哪个输入端口？点击列表选项的下拉按钮，我把端口号设置为4。

再比如电机模块的功率参数，也是用这种方法，点击“创建”→“常数”，出现的电机功率常数是默认的“75”，双击一下“75”，可以修改功率值为0~100的任意值。

程序的下载步骤一：

鼠标右击程序框图界面左下角的“NXT终端”，出现快捷菜单，选择“查找NXT”。

程序的下载步骤二：

上图是程序下载方式设置窗口，我的NXT控制器既连接了USB下载线，又有蓝牙适配器，如果你在USB插槽上插入NXT认可的蓝牙适配器，还看不到蓝牙Bluetooth，就按窗口中的“Scan”按键。我选择了蓝牙下载程序的方式，并点击了“Connect”，随之看到窗口Status栏中显示“Connected”，说明蓝牙连接成功！然后“Close”关闭窗口。对了，整个程序下载过程，你的NXT控制器要开机啊。

程序的下载步骤三：

点击我用“红色”圈加注的“程序运行”图标，于是从程序编译、下载和运行，可以一起完成，现在程序已经到了NXT控制器，而且已经处于运行状态了，立即试试实验效果，不错！