[發明專利]一種基于雙核MCU的圖形化編程教育機器人

在審

• 申請號: 201910796638.3
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110533991A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 李清文
• 申請（專利權）人: 南京藍宙科技有限公司
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 11427 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳娟<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種基于雙核MCU的圖形化編程教育機器人，涉及STEAM教育技術領域，包括機器人本體，機器人本體內部設有GD32f103芯片和Mega32U4芯片，GD32f103芯片與Mega32U4芯片之間設有USART收發模塊，機器人本體一側設有PC端，Mega32U4芯片與PC端通過USB接口相連接，PC端圖形化軟件內核為Scratch3.0，機器人本體上設有IIC接口、SPI接口、GPIO接口、PWM接口和ADC接口。本發明采用雙核MCU設計，與現有圖形化編程硬件相比具有更豐富的硬件資源和算法處理速度。

技術領域

本發明涉及STEAM教育技術領域，特別是涉及一種基于雙核MCU的圖形化編程教育機器人。

背景技術

STEAM教育是集科學，技術，工程，藝術，數學多學科融合的綜合教育。STEAM教育是一種重實踐的超學科教育理念，適用于初中、高中教學，能開發學生大腦和培養學生的創意，提高學生的動手能力。STEAM教育編程組件是用于學習圖形化編程和初級電子硬件知識。目前，圖形化編程平臺多使用arduino硬件平臺單MCU，導致硬件資源受限，可編程模塊有限，平臺MCU多為ARM Cortex-M0核，處理速度大大限制，隨著人工智能算法的介入，M0內核已經不能滿足復雜的算法需求；且現有芯片多采用外國進口芯片，使用成本較高，技術穩定性欠佳。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于雙核MCU的圖形化編程教育機器人。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種基于雙核MCU的圖形化編程教育機器人，包括機器人本體，所述機器人本體內部設有GD32f103芯片和Mega32U4芯片，GD32f103芯片與Mega32U4芯片之間設有USART收發模塊，機器人本體一側設有PC端，Mega32U4芯片與PC端通過USB接口相連接，PC端圖形化軟件內核為Scratch3.0，機器人本體上設有IIC接口、SPI接口、GPIO接口、PWM接口和ADC接口，GD32f103芯片分別與IIC接口、SPI接口、GPIO接口、PWM接口和ADC接口通過數據線相連接。

優選的，所述IIC接口有2個，SPI接口有2個，PWM接口有16個。

優選的，所述IIC接口上接顏色傳感器或OLED顯示屏；SPI接口上接外擴的Flash存儲器；GPIO接口上接LED燈或數碼管或有源蜂鳴器或按鍵或搖桿或傾斜開關或光電開關；PWM接口上接電機或舵機或呼吸燈；ADC接口上接電源檢測或MIC陣列或紅外循跡。

優選的，所述PC端圖形化軟件內置Arduino IDE，將拼圖程序翻譯成相應的Arduino C的程序，并通過Arduino IDE將程序燒寫至Mega43U4，實現圖形化編程操作機器人。

優選的，所述PC端圖形化軟件支持Python編程和PID運動算法的移植和實現。

GD32f103芯片驅動各種外設，Mega32U4芯片支持PC端可視化編程。GD32f103芯片與Mega32U4芯片通過USART收發模塊進行數據通信。

工作時，Mega32U4芯片與GD32f103芯片和PC端圖形化軟件通信，Mega32U4芯片通過協議獲取GD32f103芯片采集的數據傳輸至PC端圖形化軟件，PC端圖形化軟件下發指令至Mega32U4芯片并解析通過協議傳輸給GD32f103芯片。

本發明的有益效果在于：本發明采用雙核MCU設計，與現有圖形化編程硬件相比具有更豐富的硬件資源和算法處理速度；內部芯片采用國產芯片，使用成本降低，同時技術穩定性提升。

附圖說明

圖1為本發明的模塊示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：