基于STM32F103C8T6标准库的双轮平衡小车控制系统

简介：
本项目设计了一款基于STM32F103C8T6微控制器的标准库实现的双轮自平衡小车控制系统，运用先进的姿态检测与PID控制算法确保车辆稳定。 【基于STM32F103C8T6的标准库双轮平衡小车】项目是一个融合了嵌入式系统、微控制器编程以及机器人控制技术的典型应用。STM32F103C8T6是意法半导体（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，其丰富的外设接口和高性能使其在众多嵌入式项目中备受青睐。在这个项目中，它作为主控单元，负责处理整个系统的数据流和决策。 该项目利用MPU6050六轴陀螺仪来获取小车的姿态信息。MPU6050集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计，能够实时测量小车的角速度和线性加速度。通过I2C接口，STM32与MPU6050进行通信，并读取这些关键数据。当检测到特定事件（如角度变化超过阈值）时，MPU6050的INT引脚触发外部中断，确保系统能够及时响应。 在控制系统设计上采用了串级PID控制策略，包括直立环、速度环和转向环。直立环负责保持小车垂直状态，并通过调整电机转速来抵消倾覆力矩；速度环调节电机转速以使小车按照期望的速度移动；而转向环则根据两侧电机的转速差实现精确控制方向。PID控制器不断调整输出量，减小误差，从而实现精准控制。 此外，在项目中还集成了一块OLED显示屏来实时显示姿态信息（如角度、角速度等），便于调试和观察系统运行状态。同时通过串口通信功能将内部数据发送至计算机进行查看分析，方便开发过程中定位问题。 此项目涵盖了嵌入式设计的关键环节：微控制器选型、传感器接口设计、控制算法实现及人机交互界面的构建。开发者需要熟悉C语言编程，理解PID控制原理，并具备使用STM32标准库和I2C通信协议的经验。通过该项目不仅能提升硬件设计与软件开发能力，还能深入理解平衡小车动态控制系统的工作机制。