Mobile Roboter | eine Jahresarbeit

5. Software

5.1. Programieren

Das Programmieren eines Microcontrollers geschieht sehr hardwarenah. Das Programm wird ganz speziell für diesen Microcontroller bzw. den darauf befindlichen Prozessor geschrieben. Dazu kann man Assembler verwenden. Das ist eine Programmiersprache die stark mit den individuellen Befehlssatz des Prozessors arbeitet. Es ist aber auch möglich ein Programm in einer so genannten Hochsprache wie „C“ zu schreiben. Aber die Hochsprachen arbeiten nicht mit den spezifischen Befehlen, sodass diese Programme oft nicht so effektiv arbeiten. Es sind immer noch Assemblereinbindungen notwendig.

Um das geschriebene Programm für den Prozessor verständlich zu machen, muss es compiliert (übersetzt) werden. Diese Aufgabe übernimmt ein Programm, der so genannte Compiler.

Es gibt inzwischen Entwicklungsumgebungen, die einen Editor und Compiler enthalten und selbstständig mit dem Microcontroller kommunizieren, wodurch die Programmentwicklung schon recht komfortabel wird.

5.2. Algorithmus

Bevor man ein Programm schreiben kann, muss man natürlich wissen, was das Programm überhaupt tun soll. Dieser Programmaufbau wird als Algorithmus bezeichnet. In ihm legt man fest, was in welcher Reihenfolge geschehen soll, wenn bestimmte Bedingungen gegeben sind. Von dem Algorithmus hängt die vermeintliche Intelligenz eines Roboters ab, alle Handlungen, die er vollführen kann, sind in dem Algorithmus genau festgelegt. Das nachfolgende Beispiel stellt ein einfaches Abfragen eines Sensors dar, woraus anschließend eine Entscheidung getroffen und nach ihr gehandelt wird. Hierbei betrachtet man alles etwas vereinfacht, da die Unterprogramme nicht mit betrachtet werden. Schon für das Ansteuern der Motoren ist ein Unterprogramm zuständig. Für das Umfahren des Hindernisses muss wieder ein Unterprogramm existieren, was dann z.B. die Programmteile „Lenken rechts“, „Kleines Stück vor“ und „Lenken links“ nacheinander aufruft, und abschließend das Kommando wieder an das Unterprogramm „Fahren“ abgibt, welches nach seinem Start sofort wieder den Sensor abfragt. Ist das Hindernis immer noch vorhanden, folgt der gleiche Programmablauf.