基于STM8的智能扫地机器人的设计与实现.doc

摘要:基于STM8的智能扫地机器人系统是针对家庭地面清洁，减轻人们繁重家务的清洁控制装置。本装置实现自动避障模式去清理地面灰尘，并且可以通过手机蓝牙的通信方式控制智能扫地机器人来实现执行相关动作、清洁路径规划和自动寻找充电口等功能，旨在满足人们对家庭地面清洁更加智能化管理，从而推动了家居智能化发展。

本次智能扫地机器人系统主要由移动终端（运行Android系统的移动设备如：手机、平板等）、单片机控制模块（基于ST公司的STM8内核）、L298N电机控制模块、蓝牙模块和各种传感器模块组成。传感器模块主要包括：磁场传感器、超声波模块、红外传感器模块和RC522射频模块等。本设计系统工作原理通过操作终端APP通过蓝牙模块发送相应的指令，可让智能扫地机器人执行前进、后退、左转90度、右转90度、停止、自动模式、充电模式、清理模式和着重扫模式。扫地机器人通过STM8单片机发送PWM波调整电机模块运转速度，从而控制其轮子的动作。各种传感器收集外界信息，从而辅助智能扫地机器人更好的控制，其中磁场传感器为其感知方向，实现扫地机器人左转90度方向和右转90度方向；超声波模块和红外传感器模块为其提供避障和特殊情况的处理；RC522射频模块为其充电模式下寻找充电点提供引导作用。最终，扫地机器人实现各项功能，从而达到更好的吸尘效果。

经过反复实验和调整相关参数，表明本设计系统能够正常工作，能够实现手动模式下正常动作的处理和自动模式下避障及特殊情况的处理，满足设计要求。但有些局限性，智能扫地机器人机械结构存在些问题，选用的红外传感器对玻璃等光滑的材料出现异常情况，但整体吸尘效果良好。

关键词 电机驱动；蓝牙；STM8单片机；传感器

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

  1.1 课题研究的背景-1

1.2 国内外智能扫地机器人发展现状-1

1.3 课题研究意义-2

1.4 课题研究的主要内容-2

2 智能扫地机器人设计与相关技术-4

2.1 智能扫地机器人系统设计-4

2.1.1 智能扫地机器人系统所需设计-4

2.1.2 本系统STM8单片机简介-4

2.1.3 基于STM8的智能扫地机器人控制系统总体方案设计-6

2.2 系统相关技术-8

2.2.1 蓝牙技术-8

2.2.2 传感器技术-8

2.2.3 吸尘原理-9

3 扫地机器人系统硬件设计-12

3.1 扫地机器人系统硬件结构-12

3.2 STM8单片机控制电路-13

3.2.1 STM8s105k4处理器-13

3.2.2 蓝牙模块-14

3.2.3 MAX7219数码管显示模块-14

3.3 传感器信息采集电路-15

3.3.1 红外传感器模块-15

3.3.2 超声波测距模块-15

3.3.3 HMC8553l磁场传感器模块-16

3.3.4 RC522射频传感器模块-18

3.4 电机驱动电路-21

4 扫地机器人系统软件设计-23

4.1 扫地机器人控制程序设计-23

5 扫地机器人系统综合测试-28

5.1 智能扫地机器人手动模式下测试-28

5.2 智能扫地机器人自动模式下测试-28

结论-31

致谢-32

参考文献-33