防爆排雷机器人的研究与设计(2)

　　解决方法：安装焊接嵌入式单片机STM32F103C8T6时，先定位焊接对角两个管脚，确定位置无误后采用手工拖焊的焊接方法;对于0603封装元件，先在其中一个焊盘镀锡，左手用镊子夹住元件，右手拿电烙铁，把元件先固定焊接到镀锡的焊盘上，然后再焊接另外一端。

　　（2）PCB板的制作：在雕刻机上制作PCB双面电路板，由于电路上很多线路非常细，最小为0.254mm，并且线的密度比较大，为了减少电路出现短路现象，在雕刻板子时，需要把用不到的铜膜全部刻掉。

　　（3）PCB电路板的设计：在设计PCB板时，论文发表由于电机驱动电路L298芯片、稳压电源LM2596芯片属于贴片元件，且它们的地面（贴面）属于接地的金属散热片，因此除了电路的地接线之外，其它电路线路不能在电机驱动电路L298芯片、稳压电源LM2596芯片的贴面底部走过。

　　（4）电路板安装、焊接：安装前，要先检查PCB光身板，确定电路板无短路、无开路现象后方可安装和焊接;手工焊接要严格控制焊接时间，每个焊点时间不能超过3秒，防止元件热损坏，焊接后要用万用表检查电路板，排除因焊接出现的短路现象。

　　（二）系统软件设计

　　软件设计是实现机器人智能化运转的关键所在，相当于人类大脑的思维活动。通过软件控制硬件电路，产生相应的动作反应。在小车运行的过程中，采用蓝牙通讯实现手机对小车的智能控制。本次设计采用Keil uvision4进行软件开发。

　　1.软件设计

　　根据总体设计的思路和本系统需要实现的功能，以及STM32F103C8T6具有的定时器和USART串行接收/发送器等功能，完成了软件程序设计。由于C语言具有编程灵活，可移植性强等特点，本设计采用C语言进行程序编写实现各部分功能。

　　（1）程序结构及功能

　　整个系统的程序由主程序和各子程序构成，主程序调用了3个子程序，分别是蓝牙通讯子程序、舵机驱动子程序、电机驱动子程序。

　　①蓝牙通信子程序：将蓝牙模块与手机蓝牙配对，手机中按下的不同键值使小车实现前进、后退、左转、右转、变速、手臂升降等功能。

　　②电机驱动子程序：配置电机用到的I/O端口，使能输出引脚，驱动电机工作。

　　③舵机驱动子程序：在手机中拖动steer进度条，控制手爪旋转角度、手臂升降角度、前轮转向舵机左右转向的角度。

　　（2）主程序设计流程（如图3所示）

　　图3 主程序设计流程图

　　（3）子程序的设计

　　①蓝牙通信子程序：本函数采用USART1全双工模式实现串口通信。单片机根据通讯协议对手机发送过来的数据进行判断，校验无误后才会将数据在主程序中加以运用，由手机中按下的不同键值使小车实现前进、后退、左转、右转、变速、手臂升降等功能。

　　②电机驱动子程序：配置电机用到的I/O端口，通过SetBits和ReSetBits两个库函数让电机动起来实现前进和后退功能;引入PWM（TIM4定时器产生）波，运用TIM_SetCompare函数改变PWM占空比实现对电机转速的控制。

　　③舵机驱动：用TIM3定时器产生PWM波，找出转动角度与PWM波占空比对应关系，运用TIM_SetCompare函数改变PWM占空比来控制舵机转动的角度。不同的引脚占用不同的时钟和通道，在设计程序时库函数一定要调用准确。