一个平衡自行车，我实验室一个19级的本科生做的

大家好，我是张桥龙。今天给大家带来一辆平衡车，是我实验室一名19级本科生制作的。他还获得了今年全国电竞赛事（F题）二等奖。

男人，一个非常英俊的年轻人。B站ID：_旺仔小菠萝，欢迎大家观看！

好吧，事不宜迟，让我们直接开始吧！先观看演示视频，相关方案如下。

文末所有文件（已经我授权）、程序、电路、3D打印文件都是开源的。

01

硬件篇

1.1STM32F103C8T6最小系统（小蓝板）

1.2 MPU6050姿态传感器（3.3V供电）

1.3 0.96寸OLED显示屏（四针，IIC通讯汽车电路图识读入门到精通 pdf，3.3V供电）

1.4 HC-05蓝牙模块（串口通讯，用于接收小车运动指令）

使用教程链接：

1.5 超声波测距模块

1.6 N20电机及驱动器（电机型号：DC 12V A12型）

1.7 无刷电机动量轮模块

电机自带驱动器和光电编码器。

这款平衡车采用万宝至无刷伺服电机，内置驱动，支持正反转，PWM调速，带100线编码器AB相双通道信号输出。

电机接线图如上图所示。实车中的线材颜色可能与上图不符。你应该根据位置而不是电线的颜色来判断它。

1.信号A相、B相为编码器脉冲输出端子；

2.对于正反向切换的线路汽车电路图识读入门到精通 pdf，我们直接用单片机的引脚3.3V电平来控制，完全没有问题；

3.编码器电源接3.3V；

4.PWM接单片机的PWM输出，我们接单片机IO口开始运行，电机初始化时置高电平；

5.电源负极接GND，电源正极接12V。

1.8 伺服

项目中使用的，有点贵，可以买便宜的。

1.9 3S航模电池（注意电池大小）

1.10 稳压模块和开关

将航模电池的电压降到5V，为单片机、舵机、蓝牙、超声波、电机编码器供电。

1.11 车轮和轴承

由于手推车的后轮是由皮带驱动的，为了减少摩擦，使后轮转动更平稳，需要在后轮上安装一个微型轴承。（轴承是根据轴尺寸购买的）

1.12 车架及转向结构（3D打印）

13.电路PCB

以上功能模块都集成在一块PCB电路板上（6.5×7.8cm），为了方便焊接，电容、电阻、三极管都是直插式元器件。

02

软件篇

2.1main.c

#include "sys.h" float AdcValue;                       //电池电压数字量float Pitch,Roll,Yaw;                 //角度short aacx,aacy,aacz;                 //加速度传感器原始数据short gyrox,gyroy,gyroz;              //陀螺仪原始数据int PWM1;int PWM_MAX=6500,PWM_MIN=-6500;  //PWM限幅变量int Encoder_Motor;  //编码器数据（速度） int main(void){    NVIC_Config();     delay_init();    Led_Init();    Beep_Init();    Wave_SRD_Init();     uart3_init(9600);    OLED_Init();      //初始化OLED      OLED_Clear();    adc_Init();    MOTOR_1_Init();    MOTOR_2_Init();    PWM_Init_TIM3(7199,0);//定时器3初始化PWM 10KHZ，用于驱动动量轮电机     PWM_Init_TIM2(9999, 143);//定时器2初始化PWM 50HZ，用于驱动舵机    TIM_SetCompare1(TIM2, 790);//舵机复位    Init_TIM1(9998,7199);    Encoder_Init_TIM4(65535,0);    OLED_ShowString(25,4,"MPU6050...",16);    MPU_Init();            //MPU6050初始化  while(mpu_dmp_init())    {    OLED_ShowString(25,4,"MPU6050 Error",16);    }      OLED_ShowString(25,4,"MPU6050 OK!",16);     Beep=1;    delay_ms(400);    Beep=0;    MPU6050_EXTI_Init();    OLED_Clear();    OLED_ShowString(0,0,"Roll :         C",16);    OLED_ShowString(0,3,"Speed:         R ",16);    OLED_ShowString(0,6,"Power:        V ",16);        while(1)    {                  Wave_SRD_Strat();                AdcValue=11.09*(3.3*Get_adc_Average(ADC_Channel_4,10)/0x0fff); //ADC值范围为从0-2^12=4095（111111111111）一般情况下对应电压为0-3.3V        OLED_Showdecimal(55,0,Roll,9,16);          OLED_Showdecimal(55,3,Encoder_Motor*0.25,9,16);                 OLED_Showdecimal(50,6,AdcValue,9,16);         }}

2.2PID控制算法

学习视频：

汽车需要使用两个闭环控制来实现立式平衡，即立式环（PD控制，负反馈），速度环（PI控制，正反馈）。代码原理和调试过程与两轮平衡车的调试过程基本相同。

关于PID控制算法的学习，内容较多，不便于详细展开。网上资源丰富，大家可以自学。

这是一篇推荐的文章：

2.3 读码注意事项

所有头文件都包含在 sys.h 中，每个 .h 文件都包含 sys.h 以方便函数调用。

#ifndef __SYS_H#define __SYS_H#include "stm32f10x.h"#include "adc.h"#include "oled.h"#include "led.h" #include "beep.h"#include "wave.h"#include "control.h" #include "exti.h" #include "mpu6050.h"#include "inv_mpu.h"#include "inv_mpu_dmp_motion_driver.h" #include "motor.h"#include "pwm.h"#include "encoder.h"#include "usart.h"   #include "delay.h"#include #include 

STM32F10x系列MCU复位后，PA13/14/15 & PB3/4默认配置为JTAG功能。有时我们将这些端口设置为普通 I/O 端口，以充分利用 MCU I/O 端口的资源。

使用JLINK烧写STM32时，需要用到6个芯片引脚（以STM32F103C8T6为例），即PB4/JNTRST、PB3/JTDO、PA13/JTMS、PA14/JTCK、PA15/JTDI、NRST。

当芯片的IO口资源比较紧张时，可以选择SW模式烧录程序。

SWD只需要使用PA13/JTMS、PA14/JTCK两条线，NREST可以接也可以不接，剩下的PB4/JNTRST、PB3/JTDO和PA15/JTDI都可以做普通IO，不过这三个口当然是正常的使用IO时，需要先配置如下。（这里MPU6050模块使用PB3和PB4引脚）

03

最后

3.1张作品照片

3.2 如何获得

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