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自行车机器人可以说是一种全新、智能、环保、自驾驶交通工具的概念,由于自行车车体窄小、回转半径小,具备运动灵活、结构简单等特点,因此在诸如娱乐机器人、残障辅助、理论验证平台、军事侦察等领域具有广阔的市场前景。本论文主要研究如何以三星公司的ARM9芯片S3C2440A为核心制作具备多传感器信息采集能力的自行车机器人系统,其中以S3C2440A为主机,单片机C8051F020为从机。ARM9负责人机交互、任务调度、模拟量采集、陀螺仪数据采集、决策制定等,而单片机则控制步进电机、控制直流电机、采集编码器信息、检测碰撞开关。本文分别在自行车机器人的硬件和软件设计予以详细探究。自行车机器人硬件部分设计分别从S3C2440A和C8051f020两种芯片着手,全面考虑了两种芯片及其外围电路的设计,如电源模块、Flash、SDRAM、GPIO端口、串口、网口、传感器接口等；自行车机器人软件设计分为Linux程序设计和单片机程序设计。由于以S3C2440A为核心的嵌入式系统运行Linux操作系统,如何在Linux系统下采集自行车机器人的MTi航姿测量系统数据、模拟量、决策任务调度等也在本文研究范围内,涉及Linux系统诸多设备如UART、GPIO、A/D转换器、外部中断、外部总线等驱动、应用开发；自行车机器人单片机程序设计涉及编码器数据读取、步进电机控制、直流电机控制等。文章在对自行车机器人硬件和软件分析之后,对自行车机器人系统分别进行静态数据采集测试和载人状态下动态数据采集测试,随后对自行车机器人系统进行运动学分析,从力矩平衡角度推导自行车机器人平衡运动条件并运用仿真实验加以验证。文章最后,结合课题制作的自行车机器人系统的特点和实验状况,提出了设计优缺点并对未来的研究工作予以展望。