基于STM32的双足机器人控制系统设计

本文介绍了基于STM32F103C8T6微控制器的双足机器人控制系统的设计与实现。该系统采用STM32作为主控制器，具有高性能、高灵活性的特点，能够支持多串口通信，并能输出多路PWM波形以驱动舵机和其他设备。 在硬件部分，机器人采用了以下关键组件： 1. **主控制器**：STM32F103C8T6是基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器，运行频率可达72MHz，工作电压范围2V~3.6V。它具有体积小、重量轻的优势，能满足机器人控制系统的需要。 2. **数字舵机LD-220MG**：这种舵机由电机、控制电路和减速齿轮构成，具有快速响应、高精度和良好线性度的特点，提供强大的扭矩，为机器人的运动提供动力。它通过接收20ms周期的PWM信号来调整转轴角度。 3. **姿态传感器MPU6050**：整合了3轴陀螺仪和3轴加速度传感器，内置DMP（Digital Motion Processor）硬件加速引擎，通过IIC接口输出姿态数据，能实时监测和处理机器人的运动状态。 4. **超声波测距传感器HC-SR04**：测量范围2cm~400cm，精度3mm，通过发射超声波并计算回波时间差来确定距离。用于机器人避障和环境感知。 5. **供电模块**：采用7.4V大容量锂电池，通过MP1584降压芯片为不同电压需求的组件供电。降压芯片可调节输出电压，操作简便。 6. **E50-TTL-500无线通信模块**：该模块是UART接口的无线串口模块，具有收发一体、半双工特性，兼容不同电压，远距离传输能力强，且具有抗干扰能力和高效数据传输能力。 在软件设计方面，控制系统涵盖了舵机动作、主程序、测距、姿态调节和路线修正等程序流程。通过无线串口接收上位机指令，结合姿态传感器的数据，实现对机器人姿态的实时监控和调整，增强行走稳定性。 该设计提供了一个完整的双足机器人解决方案，包括硬件选型和软件编程，使得机器人具备自主调节姿态、避障以及远程控制的能力，拓展了机器人的应用范围和实用性。