摘要：巡线机器人现在已经越来越多地在工业过程中被使用到。它们能够代替人来做许多人类难以完成的或者具有较高危险性的任务。巡线机器人使用的算法都是根据使用环境来决定的。这些算法都有或多或少的缺点。本设计中的巡线算法是使用基于uc/os-III的操作系统，进行多任务处理的，工业中经常使用到的PID算法。PID算法有效提升了小车的稳定性，同时也保证了小车的巡线速度。

关键词：uc/os-III；多任务处理； PID算法； 巡线算法设计

目 录

摘 要

Abstract

1 绪 论-1

1.1 智能机器人背景-1

1.2 国内外机器人发展状况-1

1.3 巡线机器人的发展前景-2

1.4 课题的研究意义-2

1.5 技术背景-2

1.5.1 嵌入式系统技术背景-2

1.5.2 uC/OS-III技术背景-2

1.5.3 uC／OS-III相对于 uC／OS-II的优势-3

1.6 巡线算法背景-3

2 算法设计所需的环境-5

2.1 硬件环境和功能特点-5

2.1.1 STM32F107-5

2.1.2 电机驱动-8

2.1.3 灰度传感器的工作原理和作用-8

2.2软件环境和任务特点-8

2.2.1 任务的新建及切入-9

2.2.2 检测任务堆栈的溢出-9

2.2.3 任务管理服务-10

2.2.4 内部任务管理-11

2.2.5 任务控制块TCB-11

2.2.6 uC/OS-III的内部任务-11

（1）空闲任务-12

（2）时基任务-12

2.2.7 uC/OS-III中任务间通信机制-12

2.2.8  消息邮箱-12

2.2.9 互斥信号量-12

2.3 PID算法详细介绍-13

3 基于uC/OS-III的机器人巡线控制算法设计-14

3.1 uc/os-III的移植-14

3.2 系统框架和功能-14

3.3 算法的多任务设计-15

3.3.1 系统初始化-15

3.3.2 任务设计-15

3.3.3 传感器收集数据-16

3.3.4 数据处理模块-16

3.4 各任务之间优先级分配-18

4 小车在实际中的测试-19

5 总结与展望-20

参考文献-21

致  谢-22