做一辆超mini平衡自行车，全开源！

大家好，我是张巧龙。今天，我给你带来了一辆平衡自行车。我的实验室是一名19级本科生。他今年还获得了全国电子竞技二等奖（F问题)成绩。

人，一个很帅的小伙子。B站ID：_旺仔小菠萝，欢迎大家观看！

好了，废话不多说，直接打开！先看视频，相关方案在后面。

程序、电路、3D打印文件。

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通信、3.3V供电）

1.4 HC-05蓝牙模块(串口通信，用于接收汽车运动指令)

使用教程链接：https://blog.csdn.net/weixin_44325419/article/details/110727911

1.5 无刷电机动量轮

1.6 N20电机及驱动(电机选型:DC 12V A12型）

1.7 无刷电机动量轮模块

该电机自带驱动和光电编码器。

万宝至无刷伺服电机用于自平衡自行车，内置驱动，支持正反转，PWM配100线编码器的调速AB输出双通道信号。

电机接线图如上图所示，实际车内线的颜色可能与上图不一致。我们应该根据位置来判断，而不是线的颜色。

1.信号A相和信号B相是编码器脉冲输出端；

2.我们直接使用单片机的引脚3.3V电平控制完全没有问题；

3.编码器供电3.3V；

4.PWM接单片机的PWM输出，启动我们的接单片机IO当电机初始化时，口为高电平；

5.电源负极连接GND，电源正极接12V。

1.8 舵机

用在项目上，有点贵，可以买便宜的。

1.9 3S航模电池(注意电池尺寸)

1.10 稳压模块及开关

将航模电池电压降至5V为单片机、舵机、蓝牙、超声波、电机编码器供电。

1.11 轮子及轴承

由于汽车后轮由皮带驱动，为了减少摩擦，使后轮旋转更光滑，需要在后轮安装微轴承。（根据轴的大小购买轴承）

1.12 框架及转向结构(3)D打印）

13. 电路PCB

将上述功能模块集成在一起PCB电路板上（6.5x7.8cm）,为方便焊接，电容电阻及三极管均为直插式元件。

02

软件篇

2.1main.c

#include"sys.h" floatAdcValue;//电池电压数字量 floatPitch,Roll,Yaw;//角度 short aacx,aacy,aacz;                 ///加速度传感器原始数据 shortgyrox,gyroy,gyroz;//陀螺仪原始数据 int PWM1; int PWM_MAX=6500,PWM_MIN=-6500;  //PWM限幅变量 intEncoder_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)PWM 10KHZ，用于驱动动量轮电机      PWM_Init_TIM2(9999, 143)PWM 50HZ，用于驱动舵机     TIM_SetCompare1(TIM2, 790)     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=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：

实现直立平衡需要两个闭环控制，即直立环（PD控制，负反馈)，速度环（PI代码原理和调试过程与两轮平衡车辆的调试过程基本相同。

关于PID学习控制算法，内容多，不易详细展开，网络资源丰富，大家可以自己学习。

这里推荐一篇知乎文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/39573490

2.3注意代码阅读

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

#ifndef __SYS_H #define __SYS_H #include "stm3f10x.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 <math.h>
#include <stdlib.h>

STM32F10x系列的MCU复位后，PA13/14/15 & PB3/4默认配置为JTAG功能。有时我们为了充分利用MCU I/O口的资源，会把这些端口设置为普通I/O口。

使用JLINK向STM32烧录程序时，需要使用6个芯片的引脚（以STM32F103C8T6为例），分别是PB4 / JNTRST，PB3 / JTDO，PA13 / JTMS，PA14 / JTCK，PA15 / JTDI，NRST。

当芯片IO口资源比较紧张时，可选择SW模式烧录程序。

SWD只需用到PA13 / JTMS，PA14 / JTCK两根线，NREST可以接可不接，剩下的PB4 / JNTRST，PB3 / JTDO和PA15 / JTDI就可以当然普通IO使用，但是这三个口当然普通IO使用时需要先进行如下配置。（这里MPU6050模块用到PB3和PB4引脚）

03

最后

3.1 作品照片

3.2 获取方式

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对了，借此推荐下知识星球，星球现在已有120+人加入，有兴趣加入的朋友可以添加上方微信咨询，现在加入有一定优惠。

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一个亿的融资在一家芯片初创公司可以烧多久?

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