基于STM32的掃地機器人/小車控制系統設計

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簡介：掃地機器人系統采用分層結構設計，主要包括底層硬件控制層、中間數據處理層和上層用戶交互層。底層硬件控制層負責對各個硬件模塊進行控制和數據采集，中間數據處理層負責對采集到的數據進行處理和解算，上層用戶交互層負責與用戶進行交互并顯示系統狀態信息。

主控模塊采用STM32F103C8T6開發板，具有高性能、低成本、低功耗等優點，可連接外設完成不同功能。主控模塊作為系統的核心控制單元，負責整體系統的控制和協調。超聲波測距模塊：負責測量掃地機器人與障礙物之間的距離，以便進行智能避障。紅外感應模塊：檢測周圍環境中的人體活動，用于智能避讓行人功能。切換工作狀態模塊：用于切換掃地機器人的工作狀態，例如啟動清掃、停止清掃等。MPU6050姿態檢測模塊：檢測掃地機器人的姿態，如傾斜角度等，以便進行動作校正。電源模塊：為系統提供穩定的電源供應，包括升壓、降壓和濾波等功能。行走電機控制模塊：控制掃地機器人的行走、轉向等動作，確保其能夠按照指定路徑移動。清潔電機控制模塊：控制清潔刷子及風扇電機，以實現地面清掃功能。OLED顯示模塊：用于顯示系統的運行狀態、工作模式等信息，提供用戶友好的交互界面。低功耗模式：在系統空閑時，進入低功耗模式以節省能量。PID車輪控制模塊：利用PID算法對車輪進行精確的控制，以實現平穩的運動。LED燈模塊：用于顯示系統運行狀態，例如工作中、待機等。各個硬件模塊之間通過合適的通信接口進行數據交換和指令控制，主控模塊作為中心控制節點協調各個模塊的工作，實現系統的整體功能。

目錄

摘  要

1緒論

1.1課題背景

1.2研究現狀

1.2.1國外研究現狀

1.2.2國內研究現狀

1.3研究的主要方法

1.4論文結構

1.5本章小結

2總體方案設計

2.1設計要求

2.2系統設計方案選擇

2.3總體設計方案

2.4本章小結

3硬件電路設計

3.1 硬件電路設計原則

3.2 STM32F103C8T6主控

3.3 超聲波測距模塊

3.4 行走電機控制模塊

3.5 MPU6050姿態檢測模塊

3.6 紅外感應模塊

3.7 OLED顯示模塊

3.8 電源模塊

3.9 清潔電機控制模塊

3.10 切換工作狀態按鍵模塊電路

3.11 LED燈模塊電路

3.12 本章小節

4軟件系統設計

4.1 開發工具介紹

4.2 開發語言介紹

4.3 主程序設計

4.4 OLED顯示模塊程序設計

4.5 紅外感應模塊程序設計

4.6 MPU6050姿態檢測模塊程序設計

4.7 PID車輪控制模塊程序設計

4.8 超聲波測距模塊程序設計

4.9 行走電機與清潔電機控制模塊程序設計

4.10 本章小結

5實物制作與測試

5.1 PCB設計

5.2 實物焊接

5.3 系統硬件調試

5.4 系統軟件調試