딜리봇 MCU Firmware

2025-2학기 인천대학교 임베디드시스템공학과 캡스톤디자인 – 자율주행 로봇 딜리봇
이 레포지토리는 딜리봇의 MCU(마이크로컨트롤러) 펌웨어 코드를 담고 있습니다.

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프로젝트 개요

딜리봇은 캠퍼스 내 자율주행을 목표로 하는 로봇 프로젝트입니다.
이 레포지토리는 그중 모터 제어, 센서 인터페이스, SBC와의 통신을 담당하는 MCU 측 소스 코드를 관리합니다.

• 자율주행 로봇: Dillybot (딜리봇)
• 역할: 모터 제어, 저수준 하드웨어 제어, 통신 처리 등
• 보드: Nucleo-F446RE (STM32)

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레포지토리 구성

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├── Core/
│   ├── Inc/
│   │   └── motor_driver.h
│   └── Src/
│       ├── main.c
│       └── motor_driver.c
└── README.md

주요 기능

1. UART를 활용한 Single Board Computer(SBC)와의 통신

• MCU ↔ SBC 간 양방향 UART 통신
• SBC (예: Raspberry Pi, Jetson 등)에서 생성한 제어 명령 수신
• 속도, 방향, 제어 모드 등의 정보를 구조체 형태로 수신 및 처리

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2. HAL을 이용한 MCU 제어

• STM32 HAL 라이브러리 기반 하드웨어 제어
• 주요 HAL 함수 사용:
  • HAL_UART_Transmit, HAL_UART_Receive_IT를 이용한 비동기 UART 통신
  • HAL_TIM_PWM_Start 등을 활용한 PWM 기반 모터 출력 제어
• GPIO 핀 제어
  • 상태 LED 제어
  • 모터 드라이버 Enable 핀 제어 등
• STM32CubeMX로 생성한 초기화 코드를 기반으로 동작

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3. MCU를 이용한 모터 드라이버 제어

• 모터 드라이버 (Cytron MDD10A)에 연결된 PWM + 방향 제어 핀 제어
• 주요 기능:
  • 좌/우 모터 속도 제어 (전진 / 후진 / 정지)
  • 회전 동작 (좌회전 / 우회전)
  • 제어 명령에 따른 속도 비율 / 가중치 적용
• 코드 구조:
  • motor_driver.c
  • motor_driver.h
    → 드라이버 레벨 코드를 별도 모듈로 분리

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시스템 구조 개요

+-----------------------+        UART        +----------------------+    PWM / DIR      +----------------------+
|  Single Board Computer| <----------------> |         MCU          | ----------------> |   Motor Driver       |
|  & Sensors            |                    |                      |                   +----------------------+
+-----------------------+                    +----------+-----------+               

                            

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개발 환경

• MCU: STM32 Nucleo-F446RE
• IDE: STM32CubeIDE
• 딜리봇 MCU 보드와 주변장치(UART, 모터 드라이버)의 핀 연결은 다음과 같습니다.

UART (MCU ↔ Single Board Computer Communication)

MCU 핀	기능	설명
PA9	USART1_TX	MCU → SBC 데이터 전송
PA10	USART1_RX	SBC → MCU 데이터 수신

현재 펌웨어는 USART1을 기준으로 작성되어 있으며, 보드 회로 구성 시 위 핀에 UART를 매칭해야 합니다.
UART는 115200 Baud, 8N1으로 설정되어 있습니다.

모터 드라이버 제어 핀

MCU 핀	기능	설명
PB12	모터 드라이버 DIR1	모터 1 방향 제어 (DIR1)
PA6	모터 드라이버 PWM1	모터 1 속도 제어 (PWM1, 타이머 채널)
PB13	모터 드라이버 DIR2	모터 2 방향 제어 (DIR2)
PA7	모터 드라이버 PWM2	모터 2 속도 제어 (PWM2, 타이머 채널)

motor_driver.c에서 위 핀들을 기준으로 PWM 및 방향 제어 로직이 구현되어 있습니다.
하드웨어 변경 시, 해당 핀 정의와 CubeMX 설정을 함께 수정해야 합니다.

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관련 레포지토리

• SBC / 자율주행 로직: https://github.com/embedded-ddookddaks/SBC