基于单片机简易机器人的设计与实现

李健 金亚玲* 沈阳工学院

引言：简易机器人顾名思义就是通过一些基本的元器件和现有的一些资料，设计出一个简易的同时成本不是那么高的机器人。由于技术上的不足，民用机器人在寻常家庭中也不是特别常见。

1 蓝牙远程控制

蓝牙控制的实现主要是依靠蓝牙设备的主从设备之间的2.4G通信协议和监理在通信协议基础上的应用成语来实现主从之间的控制的。换句话来说，蓝牙就是用来进行无线数据的传输用的。蓝牙技术的优点在于能够有效地把类似于手机，无线耳机，笔记本电脑这样的通讯设备连接到一起，实现设备之间的数据传输。一般是采用全双工通讯，也就是两端同时发送数据同时接收数据。而且蓝牙通讯的功耗低、节能。但蓝牙技术的缺点就在于通信距离，一般的通讯距离大概在10米左右就已经是极限了。无法实现远程通信。

2 STM32内核

STM32是为嵌入式应用专门开发的一块开发板，它代表ARM Cortex-M内核的32位微控制器，具有高性能，实时性强，低功耗，便于低电压操作等优点，同时还易于开发，非常适合新手进行学习。开发板通过USB供电，同时也能够通过USB进行下载代码。为了使产品设计更加简化，STM32采用串行单线调试和JTAG，通过JTAG调试器你可以直接从CPU获取调试信息。

3 红外传感器

红外传感器是通过红外线来处理数据的一种传感器。红外传感器一般用来控制一些简单的驱动装置的运行，它的特点是灵敏度比较高，反应十分迅速。红外传感器在测量时由于不会与被测物体之间直接接触的原因从而不会产生任何摩擦力干扰测量结果。

4 脉冲宽度调制

脉冲宽度调制功能俗称PWM，在本机器人的开发过程中脉冲宽度调制功能起着至关重要的作用，通过脉冲宽度调制来完成了本机器人的转向舵机和传感舵机转动角度的大小，进而控制车轮子的左右转动。而只有STM32的定时器TIMx才能够产生PWM输出。定时器是由一个通过可编程分频器（PSC）驱动的16位。

5 功能构架

根据需求调研结果确定本机器人主要包括以下功能模块，如图1所示。

图1 系统体系结构

6 系统控制流程

首先，按下开关，电源模块开始供电，屏幕上显示system ok字样。然后点击红色按钮打开系统，此时屏幕上显示出时间，时间所对应的日期以及星期以及速度。将手放在前方三个红外传感器附近，能够看到传感舵机很明显的转向了手靠近的传感器方向。运用手机上的APP连接蓝牙模块，通过手机上的蓝牙APP输入time（年月日时分秒）ok可以重新定义时间。通过蓝牙上的上下键可以控制前进后退，左右键可以控制小车舵机的左右转动。按下红色的按钮和下方的绿色按钮可以控制小车的前进速度。

7 按键指示

运用蓝牙功能将手机和机器人连接起来。在手机上按下前进和后退键可以让机器人进行前进和后退运动。如图5.4、图5.5所示：

图2 手机控制系统的前进

图3 手机控制系统的后退

按下左右键时可以让机器人的转向舵机进行转动，从而实现机器人的左转和右转。实现了机器人的蓝牙控制小车的转向功能。如图2、图3所示

总结 ：机器人预期希望实现的通过红外传感器实现舵机的转动、通过蓝牙输入实现对于机器人的控制和OLED显示时间的变化都已经成功的完成了，在这基础上还添加了PWM控制机器人前进速度的和蓝牙输入时间的功能，使机器人的功能更加全面。