摘 要

Abstract VI

第1章 绪论 1

1.1国内外机器人行业发展现状 1

1.2研究现状分析 3

1.3设计研究的主要内容及目标 3

1.4论文结构 3

第2章 系统构成及原理 5

第3章 硬件组成 7

3.1电源供电模块及选型 7

3.2主控芯片STM32F103RBT6 9

3.3蓝牙模块及其选型 12

3.4 spiflash模块 15

3.5手柄模块（PS2） 18

3.6六路舵机控制接线及过流保护硬件电路 21

3.7 MINIUSB 23

3.8复位按键电路 25

3.9通讯指示灯 26

3.10报警电路 27

3.11外部晶振电路 27

3.12烧写电路 28

第4章 软件组成及功能 29

4.1软件开发环境Altiun Designer10 29

4.2程序的编写和烧录环境开发平台KEIL 30

第5章 工作内容总结与修正 31

5.1前期工作的总结 31

5.2后期工作的修改 32

5.3认知与收获 34

第6章 调试和仿真 35

6.1硬件调试 35

6.11单机 35

6.12 USB 35

6.13蓝牙 35

6.14 PS2手柄调试 36

6.2软件仿真 36

总结与展望 38

致谢 39

中外文参考文献 40

附录 42

摘要

机器人作为未来自动化发展的方向，一直以来都是人们研究探讨的重点。随着机器人技术的快速发展，工业机器人作为典型的机电一体化控制系统已被广泛应用于机械制造、工业生产等重要领域^[1]。

本文详细阐述了一个多自由度的关节机器人的控制系统方案设计^[2]。该系统采用STM32作为主控芯片，通过编程算法控制6个舵机联动来实现机器人的运动。上位机与下位机（STM32）的信息交互方式多种多样，可以使用MINIUSB、蓝牙和串口、PS2进行指令的传输，指导下位机完成各种动作^[3]，上位机的选择除了PC机之外，自然而然也包括PS2手柄和具有蓝牙功能的设备等，随后通过多种方式的调试，验证了控制系统方案的可行性。

本文首先介绍了国内外机器人的研究现状，通过比较展现了我国在机器人控制技术发展上面的不足^[4]，体现出论文的研究意义，即我们应该紧跟时代的步伐，努力发展机器人技术，提高我国的自动化发展水平。随后介绍了方案的系统构成、研究方法和系统的工作原理，然后对系统的硬件进行了详细的解析，包括构成的模块、管脚定义、硬件电路、PCB封装等，通过altium designer进行了原理图的绘制，在编译没有问题的前提下，导出PCB并进行手动排版，最后采用了自动布线的方式，在没有错误的情况下完成制版，然后使用软件编程下载后进行调试，并将调试结果展现出来，完成了整个控制系统的方案设计。

关键词： STM32；altium designer；PCB

Abstract

Robot as the future direction of the development of automation, has always been the focus of research and discussion. With the rapid development of robot technology, industrial robots as a typical mechanical and electrical integration control system has been widely used in machinery manufacturing, industrial production and other important areas.

This paper elaborates a multi-degree-of-freedom joint robot control system design. The system uses STM32 as the master chip, through the programming algorithm to control the six servo linkage to achieve the robot movement. (STM32) information exchange of a variety of ways, you can use MINIUSB, Bluetooth and serial port, PS2 command transmission, to guide the lower position machine to complete a variety of actions, the choice of host computer in addition to PC, the natural also including the PS2 handle and Bluetooth-enabled devices, etc., followed by a variety of ways to verify the feasibility of the control system program.

This paper first introduces the research status of robots at home and abroad, and shows the shortcomings of the development of robot control technology in China. It shows that the research should be closely followed by the pace of the times and strive to develop the robot technology and improve the level of automation in our country. Then, the system structure, research method and working principle of the scheme are introduced. Then the hardware of the system is analyzed in detail, including the module, pin definition, hardware circuit, PCB package and so on. In the compiler without any problems under the premise of exporting PCB and manual layout, and finally the use of automatic routing, in the absence of error to complete the plate, and then use the software to download the program after debugging, and debugging results show , Completed the entire control system design.

Key words：STM32;altium designer;PCB

第1章 绪论

机器人是一种仿人操作、可重复编程、能在三维空间里完成各种作业、可以自由控制的机电一体化的自动化生产设备。本身由机械本体、检测传感装置、伺服驱动系统和控制器构成。在变批量、多品种的柔性生产中，机器人都表现出了很好的适用性，对稳定和提高产品质量以及生产效率起到了十分重要的作用，机器人的广泛应用也对产品的快速更新换代和劳动条件的改善有着极大的促进作用^[5]。