第1講一種新的C語言學習方式

學習情境

任務1獲得軟件

任務2安裝軟件

任務3硬件連接

任務4個程序

任務5做完實驗後關斷電源

工程素質和技能歸納

科學精神的培養

第2講簡單的C語言程序設計——機器人做算術

學習情境

任務1整型數的運算和結果顯示

任務2浮點型數的運算和結果顯示

任務3字符型數

工程素質和技能歸納

科學精神的培養

第3講循環程序設計——讓機器人動起來

學習情境

任務1單燈閃爍控制

任務2機器人伺服電機控制信號

任務3計數並控制循環次數

任務4用計算機來控制機器人的運動

工程素質和技能歸納

科學精神的培養

第4講函數與機器人運動控制

學習情境

任務1基本巡航動作

任務2勻加速/減速運動

任務3用函數調用簡化運動程序

任務4用數組進一步簡化函數調用

工程素質和技能歸納

科學精神的培養

第5講選擇結構程序設計——機器人的觸覺導航

學習情境

任務1安裝並測試機器人胡須

任務2通過胡須導航

任務3機器人進入死區後的人工智能決策

任務4機器人行進過程中的踫撞保護程序

工程素質和技能歸納

科學精神的培養

第6講選擇結構程序設計——機器人紅外導航

學習情境

任務1搭建並測試紅外發射和檢測器對

任務2探測和避開障礙物

任務3高性能的紅外導航

任務4俯視的檢測器

工程素質和技能歸納

科學精神的培養

第7講多分支結構程序設計機器人循線競賽

學習情境

任務1QTI傳感器及其通信接口

任務2安裝QTI傳感器到機器人前端

任務3編寫QTI傳感器的測試程序

任務4設計算法實現機器人無接觸傳感器遊中國

任務5修改算法實現機器人遊中國

任務6用數組實現機器人遊中國的比賽

任務7改進運動執行程序，提升執行的可靠性

工程素質和技能歸納

科學精神的培養

第8講綜合設計——機器人智能搬運競賽

學習情境

任務1給機器人安裝循線傳感器和搬運手爪

任務2根據比賽任務設計算法

任務3定義運動數據結構體，存儲運動數據

任務4將運動函數存成另外的文件包含進來

任務5循線運動函數的設計與實現

任務6根據算法完成搬運子函數和主程序的編寫

工程素質和技能歸納

科學精神的培養

附錄AC語言概要歸納

附錄BC語言中的關鍵字索引

附錄C無焊錫面包板

附錄D中國教育機器人大賽簡介

附錄E完成本書學習所需配件清單

機電一體化又名機械電子工程，對於高職院校一般稱其為機電一體化，而對於普通高校的相關專業來說則根據*的要求稱為機械電子工程。機電一體化是20世紀70年代由日本提出來的用於描述機械工程和電子工程有機結合的一個術語。在工業發達國家，無論是大學還是職業技術學院，都已經認識到，未來的工業繫統，尤其是先進的機電繫統的設計、制造、運行和維護，將屬於那些懂得怎樣去優化和控制機械和電子繫統之間聯繫的人。因此，對於機電一體化人纔的培養，除了必須懂得相關的機械和電子的相關知識外，還必須掌握機械與電子之間的聯繫及繫統集成、優化和控制方法。
無論是普通本科的機電一體化教育還是高職層次的機電一體化教育，其核心的內容是相同的，都是要向學生傳授機電一體化對像的相關知識和技能，隻是程度的深淺不同。普通本科的機電一體化教育希望培養學生具有機電一體化繫統的分析、設計和制造能力，而高職機電一體化專業的教育則定位於培養學生對某些典型機電繫統的分析、維護、檢測與維修能力。這兩種能力的真正培養，都依賴於學生對機電一體化繫統的組成、結構和各組成部件之間的聯繫有比較深刻的理解和掌握。因此，從能力或者技能的培養角度看，普通本科機械電子專業培養的技能或者能力必須包含高職機電一體化專業培養的技能或者能力，反過來說，高職機電一體化培養的能力是普通本科培養能力的子集。
無論是本科機電一體化教育還是高職機電一體化專業教育，目前基本都是相對獨立的借鋻原有機械工程和電子工程的教學內容和教學方法，而對於如何培養學生掌握機械和電子之間的聯繫並對繫統進行優化和控制的能力，卻總是缺乏很好的經驗和方法，而這卻恰恰是機電一體化的精華所在，這就是我國機電一體化教育思想和教育實踐比較落後的真正原因。
要真正搞好機電一體化教育，必須從機電一體化的繫統特征出發，采用基於工程繫統的教
學和實訓方法，或者說叫做基於工程對像的工學結合教學方法，當然也可以叫做基於項目的教學法。基於工程繫統的教學和實訓方法是二次世界大戰後隨著繫統論、控制論和信息論的同時被發現並不斷應用於工程實踐而出現的工程教育方法論。對信息、控制和繫統的認識和發現，深刻改變了人們對整個世界的根本看法，世界不僅存在著和運動著，而且是一個包含著豐富信息內容的不斷發展和創生著的世界。世界是一個大繫統，而且世界的內部處處是繫統。信息論與繫統論的發現不僅使信息工程、控制工程和繫統工程成為了現代工程教育的一個獨立專業，同時也成為其他創新工程專業所的基礎課程。機械電子工程或者說機電一體化工程就是傳統的機械工程與信息與控制技術結合產生的創新工程學科，而且已經成為工程學科的核心內容。
在信息與控制技術出現以前，人們認識自然和改造自然的方法主要是以經典自然科學為基礎的機械方法。機械方法把自然或人工繫統看做互不聯繫的各個部分簡單相加的總和，把繫統的運動看做是一個個孤立過程的總和，即機械的世界觀和方法論。機械的世界觀決定了工程教育的內容就是工程世界的機械模型，它把工程教育分解成一門門孤立的課程和實踐，然後通過簡單的相加，以期獲得工程教育的目的。由於歷史與政治的原因，我國現行的教育體繫和教育思想仍舊是以機械的世界觀和方法論為基本指導思想。而在國外教育發達國家，隨著信息和控制技術向各種傳統學科的滲透，相應的傳統工程和創新工程專業的教學思想都已經完成了從機械的方法論向繫統的方法論轉變。
按照繫統方法論的觀點對機電一體化專業進行改革，纔能從根本上改變機電一體化專業的教學思想和教學方法，使之與現有的工業發展需求相匹配。繫統方法論的觀點就是將機電一體化專業的專業基礎課和專業課的教學和實驗放到某個具體的、典型的機電對像中進行，而不是分割教學、分割實踐，這樣通過多門課程同時實踐一個典型機電類對像或研究繫統，有助於學生理解專業、課程之間的內在聯繫，整體和部分之間聯繫，讓學生在掌握和理解單門課程知識的同時，掌握了繫統工程的方法。
機電一體化專業教育作為整個工程教育的一個子繫統，遵從工程教育的一般規律與方法，而且隻有站在整個工程教育的高度來全面繫統地思考機電一體化教育改革問題，纔能從根本上解決機電一體化專業教育改革的本質問題，對機電一體化專業教學課程體繫的改革和實踐其實也就是對整個工程教育改革的實踐探索，通過實踐來檢驗我們倡導的工程教育改革的理念和方法的正確性。
機電一體化創新實踐教材就是根據繫統論設計和編寫的一套工學結合教材，包括5門課程，按照繫統層次特點，循序漸進，並行推進，並結合具體的機器人工程對像，做中學，學中做，限度地提高學生的學習興趣和學習主動性。
因為是創新實踐教材，所以每本教材都必須配套相應的硬件設備方能達到的教學效果。前兩本教材都使用同一類教學機器人套件對像，不同的隻是單片機教學機器人套件包含了更多的項目配件，這樣做的原因除了便於讀者循序漸進地學習以外，也是為了節約讀者的成本支出，雖然這個支出在目前的商業社會中顯得微不足道。機電一體化測控技術使用的是一些典型的縮微機電一體化繫統模型，包括轉子臺和直線運動模塊等，通過智能控制模塊、數據采集模塊和LabView軟件對這些模型進行測量和控制。專業課平臺使用的都是數控工作臺，不同的是控制平臺的不同。機電一體化平臺使用PC加運動控制器來控制，便於掌握和了解機電一體化設備的控制原理、控制思想和控制部件，而數控機床的裝配和調試采用的則是完整的數控繫統，同工業的數控裝備接軌。對於這些項目所需要用到的平臺，都可以到網站www.szopen.cn上去搜尋。
機電一體化的教學改革是一項長期復雜的繫統工程，需要我們不斷地實踐、歸納、修改和再實踐。本套教材的出版隻是我們長期改革實踐的步，其中肯定有許多問題和不足，我們真誠地歡迎讀者和用戶在使用過程中及時指出，以幫助我們不斷改進！
秦志強 2012年9月