STM32微控制器在扫地机器人设计中的应用与实现.docx

STM32微控制器在扫地机器人设计中的应用与实现

目录

内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2STM32微控制器概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3扫地机器人设计需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

STM32微控制器基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1STM32系列介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.2STM32微控制器技术优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.3STM32开发环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

扫地机器人硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.1.1硬件组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.1.2功能模块划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.2传感器选型与集成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.2.1超声波距离传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2.2LSM9DS1陀螺仪和加速度计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.3电源管理设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.3.1电池类型选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.3.2电源电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

扫地机器人软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.1软件开发环境介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.2主控逻辑实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

4.2.1主循环程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.2.2任务调度策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.3传感器数据处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.3.1数据读取机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.3.2数据处理算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.4用户交互界面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.4.1界面布局规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.4.2图形化编程接口(GUI)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

扫地机器人运动控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.1驱动电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

5.1.1电机驱动方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

5.1.2步进电机控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

5.2路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

5.2.1经典路径规划方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

5.2.2动态规划实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

5.3避障机制设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．