在樂高機器人上執行Java程式（一）

在樂高機器人上執行Java程式（一）
文∕趙英傑

Lego Java作業系統（簡稱LeJOS），支援部分的標準Java API，並擁有自訂的API，負責執行RCX相關的功能，例如：控制馬達、檢測感測器和按鈕、在LCD螢幕輸出字串、透過揚聲器發出聲音…等等。這些與RCX相關功能的API都位於leJOS的josx.platform.rcx套件中。本文將簡單介紹安裝leJOS與編譯Lego Java程式的方式。基本的安裝設定包含底下幾個步驟：

1. 下載與安裝JDK（Java程式開發工具套件）
2. 下載leJOS
3. 設定電腦系統的環境變數
4. 把leJOS的韌體傳入RCX

下載與安裝JDK
首先請到Sun Microsystems（昇陽電腦）公司的Java網站下載JDK（http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp），筆者下載的是不包含NetBeans（昇陽公司的Java視覺開發工具）的JDK 5.0版（或者說JDK 1.5版，這兩個是一樣的東西，改名成5.0版大概只是為了讓它聽起來比較「先進」）。下載完畢後，雙按可執行檔並照著畫面的中文說明步驟安裝即可。

下載leJOS
請先到http://lejos.sourceforge.net/網站下載leJOS，筆者採用的是用於Windows的2.1版。下載完畢後，為了便於操作，請將它解壓縮存放到C磁碟機的lejos資料夾。下圖是解壓縮後，放在lejos資料夾的內容。

設定系統環境變數
設定「環境變數」是為了方便程式編譯工具能順利地找到磁碟中的相關資源。我們需要設定底下五個環境變數（等號左邊是環境變數名稱，等號右邊則是環境變數值），底下的設定適用於JDK 5.0版（註：Windows系統不會區分環境變數的大小寫，因此Path和PATH是同一個變數）：

• 設定JDK的家目錄
  JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.5.0_06
• 設定leJOS的家目錄
  LEJOS_HOME=C:\lejos
• 設定相關程式的路徑，不同的數值之間用‘;’區隔。
  PATH=%PATH%;%JAVA_HOME%\bin;%LEJOS_HOME%\bin
• 設定RCX紅外線傳輸器與電腦的連結方式，如果是串列埠，要設定COM1或COM2等埠號，如果是USB，就直接寫USB即可。
  RCXTTY=USB
• 設定類別檔的路徑，’.’代表目前所在的路徑。
  CLASSPATH=C:\lejos\classes\;.

設定Windows環境變數的方式：在桌面「我的電腦」圖示上按滑鼠右鍵，從快捷選單選擇「內容」指令。接著點選「系統內容」設定視窗中的「進階」設定頁，再按下底下的「環境變數」鈕。

按下「環境變數」面版底下的「新增」按鈕，準備新增JAVA_HOME變數。

在「新增系統變數」方塊中，輸入JAVA_HOME和路徑：

請重複上面的步驟，新增其他環境變數。如果某些環境變數名稱已經存在於電腦系統，就不需要另外再新增，而是編輯它們，在既有變數值的後面加上分號，再加上新的數值。

例如，筆者的電腦系統已經具有名叫CLASSPATH的環境變數，因此筆者選擇編輯它，在原有的變數值後面加上“;C:\lejos\classes\;.”。

傳送RCX韌體
開發環境設定完畢後，我們得先把leJOS的韌體傳入樂高的RCX可程式積木，才能讓它執行Java程式（Java bytecode）。

按下Windows工具列的「開始」按鈕，選擇「執行」指令，然後在「開啟」欄位中輸入“cmd”，打開Windows的「命令提示字元」視窗。

1. 在「命令提示字元」視窗中，輸入 " cd \lejos\bin"，再按下Enter鍵，進入lejos的工具程式所在目錄。
2. 輸入"lejosfirmdl -f"，再按下Enter鍵，即可將韌體傳給RCX。"-f"參數的意思是「快速（fast）」模式，約比一般的傳輸模式快四倍；如果您的傳輸器無法使用快速傳輸模式，那就不要輸入 "-f"。

除非您曾經取下RCX的電池而導致韌體消失，傳送韌體的步驟只需要做一次就好。每次傳輸韌體時，RCX之前儲存的程式資料將會被清空。

編譯與傳輸Hello World範例程式
最後，我們可以用leJOS提供的範例來測試它，所有的範例檔案都放在leJOS安裝路徑底下的examples資料夾裡面。筆者將採用其中最簡單的HelloWorld.java來示範（位於examples\hworld路徑內）。

如果此程式編譯成功並且上傳到RCX執行，RCX的液晶面版將顯示如下圖的文字（RCX的LCD只能顯示數字和近似的字母）：

回到「命令提示字元」視窗，切換到lejos資料夾裡的examples\hworld路徑（筆者的電腦目前位於C:\lejos\bin路徑，因此要輸入cd ..\examples\hworld）。

編譯leJOS的Java原始檔，並不是用編譯一般Java程式的javac指令，而是lejosc，例如，底下的指令將能編譯目前路徑底下的所有.java程式碼：

lejosc *.java

然而，這個leJOS版本的lejosc編譯指令，預設無法搭配JDK 5.0（或者說JDK 1.5）使用，所以「命令提示字元」視窗將回報一個錯誤訊息：javac: target release 1.1 conflicts with default source release 1.5。

還好這個問題的解決方式很簡單，只要在lejosc指令中加上一個-source 1.2的參數即可：

lejosc -source 1.2 *.java

程式編譯完畢後，hworld資料夾當中，將出現一個HelloWorld.class檔，這就是要傳入RCX執行的Java類別檔。最後一個指令叫做lejos，它將會幫我們連結程式所需的bytecode，打包成一個執行檔並傳送給RCX。此範例類別叫做HelloWorld.class，因此請在「命令提示字元」視窗中輸入：

lejos HelloWorld

如下圖所示。上傳完畢後，RCX會「嗶嗶」叫兩聲，這時，按下RCX上的綠色Run（執行）鈕，就能看到Hello World訊息了。