基于STM32的自平衡小车控制器设计.docx

摘要:本设计主要是搭建一个两轮同轴的小车，在此基础上利用单片机和传感器的配合使其能够站立和基本运动。自平衡小车本身不具有稳定性，传感器检测其车身姿态，单片机首先处理传感器检测的数据，然后加以计算并得出适当的参数及指令，最后驱动电机产生使小车前进和后退的加速度，由此使小车平衡。

本设计研究通过PID算法控制器来实现小车平衡的目的。具体利用加速度陀螺仪传感器和霍尔编码器对小车的姿态进行检测，再通过控制电机运动使其保持平衡。PID参数的设定是为了是小车能够达到平衡稳定的状态。整个系统在调试完成后能够实现基本的前进、后退等功能，并且可以通过手机的APP控制。

关键词：自平衡；PID；陀螺仪；姿态检测

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 设计背景-1

1.2 国内外发展现状及趋势-1

1.3 具体设计目标与内容-1

2 系统原理分析-3

2.1 平衡控制原理分析-3

2.2 PID控制器原理分析-4

3 系统硬件电路设计方案-5

3.1 主控芯片-7

3.2 传感器模块-7

3.2.1陀螺仪加速度计-8

3.2.3霍尔编码器-9

3.3 驱动电路-10

3.3.1TB6612电机驱动模块-10

3.2.2直流减速电机-12

3.4 调试电路-13

3.5 通信电路-14

3.6电源电路-15

4 系统软件设计-17

4.1 开发环境-17

4.2 主程序流程-17

4.3 MPU-6050程序流程-18

5设计调试-19

5.1 陀螺仪的调试-19

5.2 蓝牙的调试设置-19

5.3 驱动电路的调试-20

5.4 系统调试-20

5.4.1平衡小车的直立控制调试-20

5.4.2 平衡小车的直立控制调试-21

5.4.3 平衡小车的转向控制调试-22

结    论-23

参 考 文 献-24

附录A 调试过程图像-25

致    谢-26