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教育机器人是融合计算机、电子、传感器、机械等为一体，面向教学及产品评估的电子信息类产品。随着微控制器技术及软件技术的不断深入发展，代码的更新方式、软硬件综合性能的提高及功能的多样化是教育机器人的研究热点。苏州大学飞思卡尔嵌入式中心从2004开始投入研发教育机器人系统，并先后以S08系列和S12系列微控制器为核心推出了两款教育机器人系统，为本课题的研究开发提供了良好基础。飞思卡尔公司于2010年推出了业内首款基于ARM Cortex-M4内核的工业级32位Kinetis系列微控制器K60子系列。本课题受飞思卡尔公司委托，以该公司提供的机器人机械结构为架构，以K60为核心，在借鉴和吸取实验室经验和教训的基础上，以软件构件设计思想为指导，设计了一款集图形化编程、代码编译和机器码下载功能于一体的多功能教育机器人系统MER-ARM-CM4。本文主要工作内容如下：（1）以K60为主控芯片，基于构件化设计思想，实现了MER-ARM-CM4的硬件主控板。完成了K60最小系统、USB OTG、TF卡读写接口、三轴加速度传感器、伺服电机驱动接口及调试接口等模块的硬件设计。（2）基于底层构件设计并封装成图形构件，设计实现了集图形化编程、代码编译和机器码下载功能的教育机器人开发软件。（3）通过串口、USB设备、U盘及TF卡等方式实现了一种代码更新方法。这是MER-ARM-CM4设计的难点，也是课题设计的创新点。该方法使得代码更新不再局限于仿真器，既简化了代码更新电路，又提高了代码更新的速度。（4）软硬件结合实现了机器人在循迹、追踪及探险方面的多功能应用是MER-ARM-CM4设计的另一创新点。经测试及初步实践表明，本课题实现的MER-ARM-CM4有模块接口灵活、图形化编程操作简单、机器码下载方便、代码更新速度较快、性能稳定等优点，为教育机器人大家族增添一款结构紧凑、性能较高、功能多样、二次开发方便的新型教育机器人系统。