基于凌阳MCU的机器人平衡控制系统设计
基于STM32的负压爬壁机器人控制系统设计
基于STM32的负压爬壁机器人控制系统设计负压爬壁机器人是一种能够在垂直墙壁上行走的机器人，它通过产生负压吸附在墙面上，从而实现在墙面上的运动。
该机器人常用于工业领域的检测、维护和清洁等任务。
本文将基于STM32单片机设计一个负压爬壁机器人控制系统，并详细介绍其系统架构、硬件设计和软件设计。
一、系统架构设计负压爬壁机器人控制系统的架构主要包括传感器模块、控制模块和执行器模块。
传感器模块用于获取机器人周围的环境信息，控制模块用于处理传感器数据并对机器人进行控制，执行器模块用于实现控制指令的执行。
二、硬件设计1.MCU选择：采用STM32系列单片机作为控制模块的主控芯片，主要考虑到其性能强大、成本低廉、易于开发和丰富的外设资源。
2.传感器选择：负压爬壁机器人的传感器主要包括倾角传感器、陀螺仪、距离传感器等。
倾角传感器用于检测机器人的姿态信息，陀螺仪用于检测机器人的角速度，距离传感器用于检测机器人距离墙面的距离。
3.执行器选择：负压爬壁机器人的执行器主要包括吸盘和电机。
吸盘用于产生负压吸附在墙面上，电机用于驱动机器人进行运动。
4.通信模块选择：负压爬壁机器人的通信模块主要用于与外部设备进行数据交互，例如与上位机进行通信。
可以选择UART、SPI、CAN等通信方式。
三、软件设计负压爬壁机器人控制系统的软件设计主要包括姿态控制算法、路径规划算法和动力学模型等。
1.姿态控制算法：通过倾角传感器和陀螺仪获取机器人的姿态信息，然后通过PID控制算法对机器人进行姿态控制，使机器人能够保持平衡并沿着墙面行走。
2.路径规划算法：根据机器人当前位置和目标位置，设计路径规划算法确定机器人的运动路径。
可以使用传统的A*算法或者一些启发式算法。
3.动力学模型：基于机器人的动力学模型设计控制算法，实现机器人在墙面上的运动控制。
可以通过电机的转速和吸盘的负压力来调整机器人的运动速度和吸附力。
四、系统测试与优化设计完成后，需要对负压爬壁机器人控制系统进行测试和优化。
基于凌阳单片机的语音机器人研究
科技 圈向导
２１ 年第２ 期 ０２ ３
基于凌 阳单 片机的语音机器人研究
苏 航 王南洋 李 佳 （ 北 电 力 大学 河 北 保 定 ０ １ ０ ） 华 ７ ０ ０
【 要】 摘 本文利用 了 １ 住 Ｓ Ｃ ０１ ６ Ｐ Ｅ ６Ａ凌 阳单片机的强大的 ＤＳ Ｐ功能 ， 实现 了特 定发音人识 别功能。介绍 了实现语音机 器人 系统的主要 组成部分 ， 以及软件 实现和硬件 配置。希望可以通过 广大机 器人爱好者的研 究， 可以是机器人技术广泛发展 。 【 关键词 】 阳单片机； 凌 语音识别； 器人 机
介于 Ｓ Ｍ＿ ２ ０ ＡＣ Ａ ００与 Ｓ Ｃ ￥ ４ Ａ Ｍ一 ２０之间 ， 适合于语音播放 。 Ｏ 引言 ． 编写程序如下 ： 在 当今 中国技 术快速发 展的情况下 ．机器 智能化 已经越来 越普 遍 但是我们可 以发现， 虽然机器人 的数量在急剧增加 ， 可是机器人技 ｉｔ ｉ０ ｎ ｍａｎ 术却发展地愈加平缓。 现如今 ． 器人大部分都是 由发令人发 出指令 ． 机 ｛ ｉ ｔＲｅ ｕ ｔ Ｐ ａ Ｆ ａ ； ｎ ｓ ｌ， ｌ ｙ ｌ ｇ 机器人进行执行 ． 执行过程以及结果具体 如何发 令人并 不能得到很好 ， ， ……………初始化 ………………………………… 的反馈 。 由此我们可 以知道 ． 人和机器人的通信总是单向的。 以往的 就 ＢＳ Ｄｅ ｔ Ｄ ｒ ｐ ） Ｒ ｌｅ Ｇｏ （ ； ｅＳ ｕ ０／ ／初始化存储器 Ｒ ＡＭ 机器人来看 ， 和机 器的语音通信有 两种情况 ： 人 一种 是 ， 人进行 发令 ， ／ ／ ……………调用训 练模块 ………………………… 机器人完成相关指令 ； 另一种是 ， 机器人讲话 ， 而人 听话 。这就是我们 ｗ ｉ （ｒｉＷｏｄＮ ｈｌ Ｔａｎ ｒ（ＡＭＥ Ｉ ，） ｅ ＿Ｄｏ ！＝０ ； ｌ ） ｌ 练第一条命令 所谓的“ 人工耳朵” 人 工嘴巴” 和“ 。而现在 ． 我们 就是要 利用凌阳单片 机强大 的语音控制 模块来实现机 器人与人类之 间的双 向交流 ． “ 将 人 ｗ ｉ （ｒ ｎ ｒ（Ｏ Ａ Ｄ Ｏ Ｅ Ｉ ， ！ ） Ｉ ￣ ｈ ｅ ａ Ｗｏ Ｃ ＭＭ Ｎ ＿ Ｎ ＿Ｄ１ ＝０ ； Ｌ练第 二条命令 ｌＴ ｉ ｄ ） ＩＩ Ｉ ｗ ｉ （ｒｉＷｏｄＣ ＭＭＡ Ｄ Ｔ ＿Ｄ２ ！ ） ／ ｈｌ Ｔａｎ ｒ（Ｏ ｅ Ｎ ＿ ＷＯ Ｉ ，） ＝ｏ ；／ Ｎ练第 三条命令 工耳朵” 人工嘴巴” 合起来 ． 和“ 结 真正地实现机器人 的智能化 ， … … … … 辨识 部 分 … … … … … … … … …… … … ／ … 对于语音辨识主要有以下两种 ： ＢＳ Ｉｉ ｅｇ ｉ ｒ Ｓ ＿ Ｃ； Ｒ ｎ Ｒｅ ｎｚ （ Ｒ ＭＩ ） ￣识 器初始化 ｔ ｏ ｅＢ ／ ／ （ ） 定发音 人识别 Ｓ （ｐ ａｅ ｐ ｎｅ ｔ： １特 ＤＳ ｅｋ ｒ ｅ ｄｎ）是指 语音样 板 由单 Ｄｅ ＢＳ Ｅ ａｌ Ｐ Ｉ ｉ ｔ ０ Ｒ ｎ ｂ Ｃ Ｕｎ ｃ ｏ ； 个人训练 ． 只能识别训练人 的语 音命令 ． 也 而他 人的命令识别 率较低 ｅ ｄ ａｒ Ｐ ａ Ｓ ｄｆ Ｓ Ａ Ｔ； 播放开始辨识的提示音 ｌｙ ｎ Ｓ Ｔ Ｒ ） 或几乎不能识别 ／ ／ （） ２ 非特定 发音人识别 Ｓ（ｐａ ｅ ｄ ｐｎ ｅ ｔ 是 指语音样板 由 ＩＳ ｅｋｒＩ ｅ ｅｄ ｎ） ｎ ： ｗ ｉ （） ｈｌ １ ｅ 不 同年龄 ． 同性别 ． 同 口音 的人进行训 练 ． 以识别一 群人 的命 不 不 可 （ 令。 Ｒ ｓｌ：Ｂ Ｒ Ｇ ｔｅｕ ０ ｅｕｔ Ｓ ｅＲ ｓｈ ； ｉｒ ＞ｏ ｆｅ （ｓ １ 识别 出命令 我们将标准模 式的存储空 间称 为“ 词库 ” 而把标准模式称 为“ ． 词 条” 样板” 或“ 。 ｛ 而我们所说的建立词库 ． 也就是将待识别 的命令进 行频谱 分析 ． ｉｇ ｔ ａｅ） ｆ Ａｃｖｔｄ （ ｉ 提取特征参数作为识别 的标准模式 ｛ 识别过程 首先 要滤掉输入 噪音并进行预加 重处理来提升 高频 分 ｓ ｉ ｈｒｓ ｗｔ （ ） ｃ ｅ 量． 接着找出语音的特征参 数作为未知模式与预先存储 的标 准模式进 ｛ ｃ ｓ ａ ｅ ＮＡＭＥ Ｉ Ｄ： 行 比较 ， 当输人的未知模式 和标准模式 的特征一致时 ． 机器 进行识 别 ， 并且输出识别结果 我们 的方案采取特定人识别方式 ． 将训 练的标准 ＰａＳ ｄ（— Ｓ Ｒ Ｏ Ｅ ； ｌｙ ｎ Ｓ ＡＮ ＷＥ ＿ Ｎ ） ｂ ｅ ｋ ｒａ ； 样板存于 Ｆ Ａ Ｈ中． ＬＳ 第一次使用时要进行训练 ． 以后就 可以识别此人 ｃ ｓ ａ ｅ ＣＯＭ ＭＡＮＤ ＯＮＥ Ｉ Ｄ： 语音信息。 Ｐ ａ Ｆａ ｌ ｙ ｌ ｇ＝ ｌ ： 现如今 ． 很多人都 自己制作语音识别模块和单片机 配合来 实现各 种机器 的语音功能 ， 但是我们发 现 ． 凌阳单片机本 身就具有很 强大的 ＰａＳ ｄＳ Ａ Ｓ Ｒ Ｔ ） ｌｙｎ （ Ｎ ＷＥ ｗ０； ＿ Ｐ ａ Ｆａ ｌ ｙ ｌ ｇ＝ ０ ： ， 语音模块 ． 直接就可以通过 编写程序实现我们所需要的语音辨识
基于单片机的两轮自平衡车控制系统设计
基于单片机的两轮自平衡车控制系统设计摘要两轮自平衡车是一种高度不稳定的两轮机器人，就像传统的倒立摆一样，本质不稳定是两轮小车的特性，必须施加有效的控制手段才能使其稳定。
本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案，采用重力加速度陀螺仪传感器MPU-6050检测小车姿态，使用互补滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合。
系统选用STC公司的8位单片机STC12C5A60S2为主控制器，根据从传感器中获取的数据，经过PID算法处理后，输出控制信号至电机驱动芯片TB6612FNG，以控制小车的两个电机，来使小车保持平衡状态。
整个系统制作完成后，小车可以在无人干预的条件下实现自主平衡，并且在引入适量干扰的情况下小车能够自主调整并迅速恢复至稳定状态。
通过蓝牙，还可以控制小车前进，后退，左右转。
关键词：两轮自平衡小车加速度计陀螺仪数据融合滤波PID算法Design of Control System of Two-WheelSelf-Balance Vehicle based on MicrocontrollerAbstractTwo-wheel self-balance vehicle is a kind of highly unstable two-wheel robot. The characteristic of two-wheel vehicle is the nature of the instability as traditional inverted pendulum, and effective control must be exerted if we need to make it stable. This paper presents a design scheme of two-wheel self-balance vehicle. We need using gravity accelerometer gyroscope sensor MPU6050 for the inclination angle of vehicle, and using complementary filter for the data fusion of gyroscope and accelerometer. We choose an 8-bit microcontroller named STC12C5A60S2 from STC Company as main controller of the control system. The main controller output control signal, which is based on the data from the sensors, to the motor drive chip named TB6612FNG for controlling two motors of vehicle, and keeping the vehicle in balance. After the completion of the control system, the vehicle can achieve autonomous balance under the conditions of unmanned intervention, the vehicle can adjust automatically and restored to a stable state quickly in the case of giving appropriate interference as well. In addition, we can control the vehicle forward, backward and turn around.Key words: Two-Wheel Self-Balance Vehicle; Accelerometer; Gyroscope; Data fusion; Complementary filter; PID algorithm1 绪论 (1)1.1自平衡小车的研究背景 (1)1.2 自平衡小车研究意义 (1)1.3 论文的主要内容 (2)2 课题任务与关键技术 (2)2.1 主要任务 (2)2.2关键技术 (2)2.2.1 系统设计 (2)2.2.2 数学建模 (2)2.2.3姿态检测 (3)2.2.4 控制算法 (3)3 系统原理分析 (3)3.1 控制系统任务分解 (3)3.2 控制原理 (4)3.3 数学模型 (5)4 系统硬件设计 (6)4.1 STC12C5A60S2单片机介绍 (7)4.2 电源管理模块 (8)4.3 车身姿态感应模块 (9)4.3.1 加速度计 (10)4.3.2 陀螺仪 (12)4.4 电机驱动模块 (14)4.5 速度检测模块 (16)5 系统软件设计 (16)5.1 软件系统总体结构 (17)5.2 单片机的硬件资源配置 (18)5.2.1定时/计数器设置 (18)5.2.2 PWM输出设置 (20)5.2.3 串行通信设置 (23)5.2.4 中断的开放与禁止 (26)5.3 MPU6050资源配置 (27)5.3.1 普通IO口模拟IIC通讯 (28)5.3.2 MPU6050资源配置 (32)5.4 系统控制算法设计 (34)5.4.1 PID算法 (34)5.4.2 互补滤波算法 (35)5.4.3 角度控制与速度控制 (35)5.4.4 输出控制算法 (36)6 总结与展望 (37)6.1 总结 (37)6.2 展望 (37)参考文献 (38)1 绪论1.1自平衡小车的研究背景近几年来，随着电子技术的发展与进步，移动机器人的研究不断深入，成为目前机器人研究领域的一个重要组成部分，并且其应用领域日益广泛，其所需适应的环境和执行的任务也更复杂，这就对移动机器人提出了更高的要求。
人形机器人的控制系统设计与实现
人形机器人的控制系统设计与实现近年来，随着科技的不断进步和人工智能技术的发展，人形机器人逐渐被广泛应用于工业、服务和医疗等领域。
而对于人形机器人的控制系统设计和实现，也成为了相关领域的重要课题之一。
一、人形机器人的控制系统设计要求首先，人形机器人的控制系统要具备高度的稳定性和精度，能够有效地实现各个自由度的控制。
此外，还需要考虑到机器人的运动速度、运动范围和运动模式等方面，以实现更加灵活和高效的工作效果。
其次，人形机器人的控制系统还需要具备较强的自主智能和学习能力，能够对外部环境和任务变化做出及时的反应和调整。
此外，对于一些需要更高精度和实时性的任务，还需要人形机器人具备较高的控制信号处理和响应速度。
最后，人形机器人的控制系统在设计时还应考虑到复杂的机械结构、传动机构和传感器的接入方式等问题，以实现较高的运动精度和控制精度，并确保安全性和可靠性。
二、人形机器人的控制系统实现方法在实际应用中，人形机器人的控制系统通常采用多层次控制结构实现，包括感知层、运动控制层和高层决策层等。
其中，感知层主要用于获取机器人所处环境和自身状态等信息，包括传感器和摄像头等；运动控制层主要用于实现机器人各自由度的运动控制，包括执行机构和电机驱动等；高层决策层主要用于实现机器人的自主决策和任务规划，包括人工智能和机器学习等。
在实际控制过程中，人形机器人的控制系统通常采用开放式控制系统（OCS）或封闭式控制系统（CCS）实现。
其中，开放式控制系统主要用于实现人形机器人的自主行为和学习，具有较高的灵活性和智能性；封闭式控制系统主要用于实现特定任务的高精度控制和安全性保障，具有较高的稳定性和可靠性。
在具体实施过程中，人形机器人的控制系统还需要结合具体的应用领域和任务需求，选择合适的控制算法和模式，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制和遗传算法控制等。
三、人形机器人控制系统发展趋势随着人工智能技术和机器学习技术的不断发展和应用，人形机器人控制系统正在向更加智能化和自主化方向发展。
基于单片机的工业机器人控制器设计
基于单片机的工业机器人控制器设计摘要：随着工业自动化的不断发展，工业机器人在生产领域的应用越来越广泛。
而工业机器人的控制系统是整个系统的关键部分，其中单片机作为控制器的核心部件起着至关重要的作用。
本文主要介绍了一种基于单片机的工业机器人控制器设计方案，以及相关的硬件和软件设计。
设计方案中采用了先进的单片机芯片作为控制器的核心，结合相关外围模块和传感器实现了工业机器人在生产中的各项功能。
在软件设计方面，通过对控制算法的优化和相关模块的编程实现了工业机器人的精确控制和复杂任务的执行。
该设计方案在实际应用中具有较高的可靠性和灵活性，能够满足不同生产场景下的工业机器人控制需求。
1.引言工业机器人是指在工业生产中用于替代人工完成物料搬运、零部件装配、焊接、喷涂等工作的自动化设备。
随着工业化程度的不断提升，工业机器人的应用范围逐渐扩大，已经成为现代工业生产不可或缺的一部分。
工业机器人的控制系统是其核心部分，决定了机器人的性能和功能，而单片机作为控制器的核心部件，其设计质量和性能对整个系统的稳定性和可靠性具有重要影响。
2.1 控制器选型在工业机器人控制器的设计中，单片机的选型是至关重要的。
对于工业机器人来说，其控制系统需要具备高性能、高可靠性和较大的扩展性，因此在选用控制器的时候需要考虑这些因素。
本设计方案中选用了一款性能较为优异的32位单片机芯片作为控制器的核心，该芯片具备较高的运算速度和较大的存储空间，同时支持多种外设接口和通信接口，可以满足工业机器人在生产中的各项需求。
2.2 外围模块设计除了单片机芯片之外，工业机器人控制器还需要配备各种外围模块，包括驱动模块、传感器模块、通信模块等。
驱动模块用于控制机器人的各个执行机构，需要提供足够的功率和精确的控制能力；传感器模块用于获取机器人在生产中的各项参数，如位置、速度、力等；通信模块则用于和上位机或其他设备进行数据交换和控制指令的传输。
在本设计方案中，针对不同的外围模块，设计了相应的电路和接口，确保其能够和单片机芯片进行稳定可靠的通信和数据交换。
基于嵌入式的教育机器人硬件平台设计
智能机器人造价昂贵， 不宜 巾小学生学习使朋。 在这种背景下 ， 我们研制 开发了一种具有较高性价比的、基于嵌 入式 的教育机器人通用平 台， 定
位于信息技术课程教学 、 课外科普教育活动及相关竞赛 。
１ 系统 总体框 架
本 平 台是 以智 能 小 车 为 载 体 的嵌 入 式 控 制 平 台 。它 以 凌 阳
超卢测距模块 可测量小 车到障碍物之间的距离 ， 由超声波发生电 它 路、 超声 波接 收电路组成 。 设计 时采用时差法 ： 即通过检测发射 的超声波 与其遇到 障碍物后产生 回波之 间的时间差 ． 出障碍物 的距离 ｄ 计 求 （
算公式为 ：＝ Ａｌ ；其巾ｃ ３ １ ｘ ／ 丽 ｄｃ ｔ ２ ＝ ３ ． 、 ４ 为超声波速度 ． 为环境温 度 ， 位为℃） 单 。其详细 电路和说 明请看参考文献［ 。 ２］
寻迹 模块采用两个 自制寻迹传感器 ． 电路见图 ４ 它 由一个可以发射 。
红外 光的发光二极管和一个用做接收器的光电二极管组成。由图 ４ 可知
发光二极管发射光强基本恒定 ． 而输 出电压与光电二极管的反向电流有 关， 因为 白色背景 与黑色背景反 射系数不同 ， 电二极管接收的红外 光 光 强度 也不 同， 致使 光电二极 管反 向电流会有较 大差异 ， 则输出的 电压 随
维普资讯
科技情报开发与经济
文章编 号：０ ５ ６ ３ （ ０ ８ １一 １０ １０ — ０ ３ ２０ ）６ 叭５－ ２
Ｓ １Ｔ Ｃ Ｆ Ｒ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｃ一 Ｅ Ｈ Ｉ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｄ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｎ Ｃ Ｎ ＭＹ
２０ 年 ０８
第 １ 卷 第 １ 期 ８ ６
收稿 日期： ０ — ４ ０ ２ ８０ — ２ ０
基于凌阳单片机的跳舞机器人设计
2009年6月第2期的关键是用好、用足地下水负压时段。
碾压强度过大，可能出现土基剪切破坏；碾压强度过低，达不到扰动效果。
碾压间隔小，成本高；碾压间隔过大，空气已填入负压区，继续碾压已无意义。
碾压间隔、压路机的适宜吨位、每次碾压的遍数和方法有待于摸索和进一步研究确定。
6结论与展望桥头跳车源于工后差异沉降，在施工阶段加强土基沉降，降低桥头路堤工后沉降，可减少桥头路堤在全寿命期内的维修养护次数及其他相应损失。
可改善桥头跳车的方法很多，能否推广应用取决于相应工艺的投资水平，探寻投资少、沉降效果显著的施工方法具有实际意义。
堆载预压和真空预压是公路建设中常用的手段，通常堆载预压要求超载预压或较长的预压期。
真空预压是人工制造真空度，通过真空作用在土体中产生有效应力，使软基产生压缩沉降。
本文的方法利用周期性自然产生的真空度增加施工期的沉降，不需要超载、预压期短、不需要人工制造真空度，所产生的效果显著，是可用的施工方法。
如果工期紧，可采用井点将水等方法人工降低特定位置地下水位，配合碾压加速路基沉降。
参考文献：[1]鲍明伟.桥头跳车防治技术研究报告[R].2002，2.[2]长春科技大学环境与建设学院.长余高速公路桥头跳车研究项目专题报告[R].1999.[3]公路软土地基路堤设计与施工技术规范[M].北京：人民交通出版社，1996.[4]洪毓康.土质学与土力学（第二版）[M].北京：人民交通出版社，1979.收稿日期：2009-03-21作者简介：赵洪利（1977.5-），男，山东泰安人，山东水利职业学院教师，主要从事道路桥梁教学与研究工作。
基于凌阳单片机的跳舞机器人设计鲁冠华刘星张水利（山东水利职业学院，山东日照276826）摘要：随着科技和经济的飞速发展，16位单片机已广泛应用在高档智能型玩具的设计和开发中。
本文结合实际，提出了一种基于凌阳16位单片机语音控制的跳舞机器人设计方案，以供探讨。
关键词：机器人；凌阳单片机；驱动模块；编码；语音识别和处理随着经济的高速发展和经济全球化的加快，机器人开始应用于高档智能型玩具的设计和开发中，跳舞机器人便是这个大家庭的重要一员。
机器人遥操作系统的设计与实现
机器人遥操作系统的设计与实现一、概述机器人遥操作系统是指通过计算机网络远程控制机器人运动并进行操作的系统。
本文将阐述机器人遥操作系统的设计与实现，包括硬件框架、软件平台以及网络通讯等方面。
二、硬件框架设计机器人遥操作系统的硬件框架是系统实现的基础，其设计应考虑到机器人的运动机构、传感器的布局以及数据传输。
一般而言，机器人遥操作系统的硬件框架需要包含以下几个部分：1. 机器人动力控制模块机器人控制模块是机器人运动的核心控制单元，包括电机、驱动电路、控制器等，负责控制机器人的运动、停止、转向等操作。
2. 机器人传感器模块机器人传感器模块是机器人的见、听、触感官，包括计量传感器、触摸传感器、影像传感器等，用于采集机器人周围环境的信息，为机器人提供能力支持。
3. 机器人数据传输模块机器人数据传输模块负责将机器人传感器模块采集到的信息传递给机器人控制中心，一般包括WiFi、蓝牙等传输手段，为机器人远程控制提供技术支持。
三、软件平台设计机器人遥操作系统的软件平台设计为机器人控制提供了支持。
软件平台缺乏稳定、高效的控制算法和控制程序，控制系统就无法得到有效控制，因此软件平台的设计十分重要。
机器人遥操作系统软件平台设计一般包括以下几个部分：1. 控制算法设计机器人遥控系统的控制算法设计是关键，它主要包括机器人运动规划、运动控制和定位等方面。
控制算法的设计必须充分考虑到机器人行走稳定性、精度，同时具有良好的响应速度和柔性控制特性。
2. 控制程序设计控制程序设计的核心是机器人操作界面，一般需考虑到交互性、实时性、安全性等方面。
此外，控制程序还应包括故障判断和系统保护等控制功能。
3. 控制参数优化机器人遥操作系统的控制参数需要根据不同的任务进行优化，通常通过模拟机器人运动模型和实际测试等方式确定每个参数的最优值。
四、网络通讯设计机器人遥操作系统的网络通讯设计是实现遥控的必要条件，网络通讯设计一般包括远程命令控制和视频传输等方面。
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基于凌阳MCU的机器人平衡控制系统设计目录摘要 (3)第一章绪论 (4)第1.1节选题背景 (4)第1.2节本设计在理论和实际应用方面的价值 (4)第1.3节本文主要研究内容 (5)第二章凌阳单片机SPCE061A (6)第2.1节 SPCE061A单片机 (6)第2.2节 SPCE061A单片机的性能 (6)第2.3节 SPCE061A单片机的外观及结构 (7)第2.4节 SPCE061A单片机的输入/输出接口 (8)第2.4.1节 SPCE061A 的 I/O 端口结构 (8)第2.4.2节 SPCE061A并行I/O端口控制向量组合 (10)第2.5节 SPCE061A 的最小系统 (11)第三章传感器 (13)第3.1节传感器的原理 (13)第3.2节红外传感器 (13)第3.3节倾角传感器 (14)第四章系统的硬件设计 (17)第4.1节智能小车 (17)第4.2节智能小车硬件组成 (18)第4.3节智能小车各模块的选择 (18)第4.3.1节控制模块 (18)第4.3.2节电机及驱动模块 (19)第4.3.3节引导检测模块 (21)第4.3.4节平衡模块 (22)第4.3.5节电源及显示模块 (23)第五章系统的软件设计 (24)第5.1节小车控制算法 (24)第六章实验结果与分析 (30)第6.1节实验基础条件 (30)第6.2节实验数据及分析 (30)第6.3节智能小车运动性能的分析 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)摘要在现代社会的各个领域，机器人得到了十分广泛的应用，尤其是机器人小车，本设计是利用凌阳单片机SPCE061A、红外传感器电路TCRT5000、倾角传感器电路SCA60C、LCD 显示电路构成的电动小车跷跷板系统。
其中单片机最小系统SPCE061A作为检测和控制核心，通过红外发射和接收传感器TCRT5000完成对智能小车行进路线的控制，用红外传感器检测到开关信号送到单片机进行识别，进而发出相应控制指令控制小车寻线行驶；通过倾角传感器电路SCA60C完成跷跷板平衡控制，各部分都能实时显示，从而实现小车在跷跷板上寻找平衡点的智能化。
【关键词】：单片机、SPCE061A、智能小车、传感器Design the balance controlling system of robotbased on sunplus MCUAbstractNowadays, in many fields of modern society,robots have been widely used, particularly in the intelligent vehicle.This design is based on the 16 bit SPCE061A MCU, the intelligent vehicle called mobile robot , which is drived by two DC motors respectively, can trace precisely by detecting black leading lines on the seesaw. Reflecting infrared sensor TCRT5000, is used to detect black leading line. Tilting sensor SCA60C, is used to detect whether the seesaw is in balance and control the speed of the intelligent vehicle. The LCD can show the angle of inclination detected by SCA60C and translated by SPCE061A. In all, the design can make the intelligent vehicle trace on the seesaw, turn back, turn left, turn right automatically and make the seesaw in balance finally.[Keyword]:MCU, SPCE061A, Intelligent Mini Vehicle, Sensor第一章绪论第1.1节选题背景随着人类社会的不断发展，人们不断寻求一种能够解放人类劳动的有效方法，代替人们从事复杂和繁重的体力劳动，实现人们对未知世界的认识和改造。
机器人技术就是在这种情况下应运而生，而且得到了迅速发展，它的发展是科学技术发展的综合性结果，同时，也成为了对社会经济发展产生重大影响的一门科学技术。
机器人技术的发展归功于第二次世界大战后各国加强了经济的投入，从而推动了本国的经济的发展。
例如日本，战后加强汽车工业的发展，但是由于日本人力的缺乏，迫切需要一种机器人来进行大批量的制造，提高生产效率降低人的劳动强度，所以，日本的机器人技术世界领先。
机器人技术的发展是生产力发展的必然结果，也是人类社会发展的必然结果，它的发展势必会给人类社会带来更多的便利，也会对人类社会的发展做出巨大贡献。
第1.2节本设计在理论和实际应用方面的价值智能小车，即轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，它们已经在许多领域得到广泛应用。
电子制造业中的SMT产线上的贴片机，是机器人在工业自动化中的一个应用，它利用各种传感与探测技术和智能机器人结合来完成元器件的焊接任务，这种焊接技术精度高、集成度高，所以在现在的电子制造业中得到广泛的应用。
在日常生活中，智能轮式机器人的应用也十分广泛，日本的一些科技实力强大的公司已经研制出了能够完成日常生活中的洗碗、清洁等任务的机器人，这其中就利用到了机器人平衡控制技术。
早在几年前，美国的科学家就设计出了一种双轮机器人，人站在上面操控它就可以平稳而且任意行驶，该项成果也就成了机器人平衡控制技术的典型的应用。
在太空探测研究领域，智能机器人小车的用武之地更是广泛，类似月球车的智能小车在太空探测研究中起到了非常关键的作用，它可以登录火星等未知星球进行科学探测，这些探测小车也是机器人平衡技术的典型应用。
另外，智能小车控制的研究将有助于智能车辆的研究。
智能车辆驾驶任务的自动完成将给人类社会的进步带来巨大的影响，能够提高道路的利用率、降低车辆的燃油消耗，尤其是在改进道路交通安全等方面提供了一种新的解决途径。
第1.3节本文主要研究内容本文首先对智能小车所涉及到的技术做了介绍，其中包括单片机技术、传感器技术、驱动控制技术等多个领域的技术融合。
本文设计的智能小车自动平衡控制系统采用凌阳单片机SPCE061A作为小车的控制核心，选用红外传感器电路TCRT5000来引导和检测小车的行驶轨道，将检测到的信息送往单片机SPCE061A进行处理，从而发出相应的控制指令通过驱动电路来控制智能小车寻线行驶，并采用倾角传感器电路SCA60C完成对跷跷板的平衡检测，让小车在跷跷板上完成寻找平衡点的任务，从而实现机器人平衡控制系统的设计目的。
第二章凌阳单片机SPCE061A第2.1节SPCE061A单片机SPCE061A 是台湾凌阳公司推出的一款功能强大的产品。
是继μ’nSP™系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一款16位结构的微控制器。
与SPCE500A不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能，SPCE061A里只内嵌32K字的闪存（FLASH）。
较高的处理速度使μ’nSP™能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。
SPCE061A是一款高性价比的单片机CPU：16位×16位硬件乘法器；DSP核所具有的内积运算；8位芯片的价格；高集成度以致力于单芯片应用（SOC）；低功耗，低电压；具有较强的中断处理能力；功能强，效率高的指令系统；具有语音识别功能。
因此，我在智能小车的控制系统中，选用凌阳十六位单片机SPCE061A为核心控制器件。
第2.2节SPCE061A单片机的性能1). 16位μ’nSP™微处理器；2). 工作电压(CPU) VDD为2.4~3.6V(I/O) VDDH为2.4 ~ 5.5V；3). CPU时钟：0.32MHz ~ 49.152MHz；4). 内置2K SRAM；5). 内置32K FLASH；6). 可编程音频处理；7). 晶体振荡器；8). 系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电仅为2μA@3.6V；9). 2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；10). 2个10位DAC(数-模转换)输出通道；11). 32位通用可编程输入/输出端口；12). 14个中断源可来自定时器A / B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；13). 具备触键唤醒的功能；14). 使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音数据；15). 锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；16). 32768Hz实时时钟；17). 7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器；18). 声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能；19). 具备串行设备接口；20). 具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；21). 内置在线仿真电路ICE(In- Circuit Emulator)接口；22). 具有保密能力；23). 具有WatchDog功能。
第2.3节SPCE061A单片机的外观及结构1）SPCE061A外形图如图2.1所示:图2.1 SPCE061A的外观2）SPCE061A结构图如图2.2所示：图2.2 SPCE061A的结构第2.4节SPCE061A单片机的输入/输出接口输入/输出接口（也可简称为I/O端口）是单片机与外设交换信息的通道。
输入端口负责从外界接收检测信号、键盘信号等各种开关量信号。
输出端口负责向外界传送由内部电路产生的处理结果、显示信息、控制命令、驱动信号等。
μ’nSP™内有并行和串行两种方式的I/O口。
并行口线路成本较高，但是传输速率也较高；与并行口相比，串行端口的传输速率较低但可以节省大量的线路成本。
SPCE061A有两个16位的通用并行I/O口：A口和B口。
这两个端口的每一位都可通过编程单独定义成输入或输出口。
A口的IOA0~IOA7作为输入端口时，具有唤醒功能，即当输入电平发生变化时，会触发CPU中断。
在电池供电、追求低耗电的应用场合，可以让CPU进入睡眠模式（利用软件控制）以降低功耗，需要时才以按键来唤醒CPU，使其进入工作状态。