完整的STM32自平衡小车系统

简介：
本项目构建了一个基于STM32微控制器的自平衡小车系统，整合了姿态检测、电机控制及PID调节等关键技术模块，实现小车的自动稳定行驶。 STM32自平衡小车是一种基于微控制器技术的智能机器人装置，在两个轮子上保持直立状态，并且能够进行前进、后退以及转弯动作。该项目使用了高性能且成本较低的STM32F103微控制器，这是一种广泛应用于嵌入式领域的处理器，具有高速处理能力和丰富的外设接口。 主要涉及的知识点包括： 1. **STM32微控制器**：属于Cortex-M3 内核系列的 STM32F103 微控制器适用于各种嵌入式应用。在自平衡小车上，它负责处理传感器数据、控制电机以及执行算法计算等关键任务。 2. **MPU6050**：这是一种六轴陀螺仪和加速度计组合传感器，能够同时测量角速度和线性加速度，为小车提供姿态感知信息。通过I2C通信接口，读取并使用 MPU6050 的数据进行平衡控制。 3. **编码器**：用于检测电机转速与位置的编码器向控制系统提供了精确反馈信息，在此项目中被用来实时监测电机转动状态，确保小车动态平衡稳定。 4. **速度PI控制**：PID控制器是一种常用的闭环控制系统形式，其中PI 控制是 PID 的简化版本。通过调整电机转速来实现对小车的速度控制，并根据设定值和实际测量之间的偏差进行调节以达到目标速度。 5. **直立PD控制**：用于维持平衡的 PD 控制器（比例-微分）通过比较实际角度与期望角度，然后相应地改变电机扭矩来减少倾斜。P 参数处理比例响应，D参数则影响系统响应的速度和稳定性。 6. **软件实现**：项目中的软件设计包括数据采集、滤波处理（例如卡尔曼滤波或互补滤波）、控制算法的实施（如PIDPD）以及与串行通信相关的电机驱动模块等。代码注释可以帮助理解每个部分的功能及其工作原理。 整个项目的源代码包含在平衡小车代码文件中，其中包括配置文件、主程序、传感器读取函数、控制算法实现和中断服务程序等内容。通过深入分析这些代码可以学习如何将理论知识应用于实际项目，并解决具体问题。这是一个很好的资源，对于希望深入了解嵌入式系统、控制系统以及传感器应用的人来说非常有价值。