摘 要

智能机器人作为现代的新发明，是未来科技的发展方向，它可以按照预先设定的计划在一个环境里智能独自的运作，不需要人为干涉，可应用于工农业生产及科学勘探等等。智能机器人能输出实际时间、速度、路程，可以自动循迹、循光、避障，可人控行驶速度、定位停车，远程传输图像等功能。

本次毕业设计是基于stm32微处理器的家庭保姆机器人的设计，完成硬件和软件的设计。选择的是以stm32f103rct6芯片作为微控制器，利用其迅捷的数据处理能力和芯片高集成度的外设接口资源，再结合CAN总线以及无线通信接口为智能机器人提供一个功能多且扩展性强的硬件平台。在设计软件时，按模块分类进行编程，方便以后的检查处理问题和升级。

论文首先介绍了机器人的发展历史和现状，说明了控制器的选择原因并稍作介绍，再介绍了保姆机器人硬件的设计原理和思路。在系统软件设计中先介绍了这次设计所用的编译器MDK5.0的编译环境，然后详细介绍了各模块的软件功能的实现。其中，在速度控制中运用了PID算法控制。最后作出本次毕业设计的总结和展望。

关键字：stm32，机器人，MDK5.0，PID算法。

Abstract

Intelligent robot as a modern invention, is the future direction of development of science and technology, it can be preset according to plan in an environment intelligent alone operation, do not need to human intervention, can be used in industrial and agricultural production and scientific exploration and so on. Intelligent robot can real-time display time, speed, distance, with automatic tracking and follow the light, obstacle avoidance, controllable driving speed, location of parking, remote image transmission and other functions.

The graduation design of the STM32 microprocessor based home Nanny Robot hardware and software design. The robot design selection stm32f103rct6 company of meaning law semiconductor and micro controller as the core processor, using its fast data chip processing capacity high integrated degree, peripheral interface resources, combined with the CAN bus and wireless communication interface offers a function and expansion of hardware platform for intelligent robots. In the design of software, according to the module classification of programming, easy to check and deal with problems and upgrade.

This paper first introduces the development history and current situation of the robot, explains the reasons for the selection of the controller and a little introduction, and then introduces the design principles and ideas of Nanny Robot hardware. In the system software design, first introduced the design of the compiler MDK5.0 compiler environment, and then detail the various modules of the realization of the function of the software. Among them, PID algorithm is used to control the speed control. Finally make a summary of the graduation design.

Key words: STM32, robot, MDK5.0, PID algorithm.

目录

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2机器人的发展历史 1

1.3机器人发展的现状和趋势 2

1.3.1我国的机器人研究及应用现状 2

1.3.2国外的机器人研究及应用现状 2

1.4 stm32芯片介绍 2

1.5 论文的主要研究内容 4

第二章 保姆机器人的硬件电路设计 5

2.1 机器人的控制系统设计 5

2.2电源模块设计 5

2.3 微控制器模块 6

2.4 电机驱动模块 9

2.4.1 电机的选择 9

2.4.2电机驱动模块 9

2.4.3电机转速控制 12

2.5避障模块 12

2.6 通信模块 13

2.6.1 CAN总线通信 13

2.6.2 无线通信模块 14

2.7 语音模块 16

2.8 舵机模块 17

第三章 机器人的软件设计 19

3.1 软件开发平台 19

第四章 总结与展望 21

第五章 附录 22

附录A 驱动电机模块程序 22

附录B 无线模块程序 23

致谢 26

参考文献 27

第一章 绪论

1.1 课题背景

机器人是一个很好的研究对象，用来学习编程、嵌入式、传感器、无线通信、机电一体化、图像处理与模式识别及人工智能等专业知识。机器人技术已经广泛地应用于工农业、医学以及军事航空等领域。本次毕业设计用STM32芯片为基础设计一个家庭保姆机器人，实现一些机器人的常用动作，提高我的实践动手能力的同时能更加熟悉STM32，巩固课堂上学到的知识。此外，动手设计机器人能将书本知识与实践结合，做出的机器人能更加激励自己学习研究的热情。

机器人的技术钻研，设计生产和应用开发，在很多国家都是作为当代科技的重中之重，机器人技术水平的高低已经能反映出国家科技水平的强弱。这几十年以来机器人技术进入了飞速发展的时间段，全世界卷起一股机器人的风潮，像阿尔法狗在世界掀起的轩然大波，形形色色的机器人被设计出来满足人类的各种需求，并广泛应用在各个领域。智能控制的机器人非常的灵活，可靠性高，响应速度快，处理信息迅捷，获得了人们的青睐。它能够长时间重复性的工作，能够减轻工人们的负担，更加可靠的同时提高效率；机器人能非常快的适应环境，能够在危险环境下工作，进而保障人类的生命安全；在现代化工业中，机器人能完成中小批量的生产任务。