基于STM32单片机的双轮自平衡小车系统的设计

徐　锦

（长安大学 电子与控制工程学院,西安 710021）

基于STM32单片机的双轮自平衡小车系统的设计

徐锦

（长安大学 电子与控制工程学院,西安 710021）

本文介绍了基于 STM32F103C8T6 单片机的双轮自平衡小车系统的设计，以 MPU6050 三轴陀螺仪加速计为传感器的姿态感知系统，通过卡尔曼滤波对传感器的数据进行滤波融合，采用 PID 算法实现小车两轮自平衡，使用 TB6612 电机驱动模块实现小车的驱动电机，综合实现小车的直立行走。通过蓝宙的线性 CCD 实现小车的循迹功能。

姿态感知；卡尔曼滤波;PID控制；MPU6050三轴陀螺仪加速计；TB6612电机驱动；线性CCD

1　电路设计

1.1 MPU6050三轴陀螺仪加速计模块子系统框图

图1　MPU6050三轴陀螺仪加速计模块子系统框图

1.2 TB6612电机驱动模块子系统框图

图2　TB6612电机驱动模块子系统框图

1.3 线性CCD模块子系统框图

图3　线性CCD模块子系统框图

2　程序设计

2.1 程序功能描述

（1）实现直立平衡控制

（2）平衡的基础上实现行走

（3）进而实现循迹功能

2.2 程序设计思路

首先写程序要有整体思路，小车最先应该让电机先转，然后达到平衡的目的，利用MPU6050三轴陀螺仪加速计为传感器的姿态感知系统，通过卡尔曼滤波对传感器的数据进行滤波融合，采用PID算法实现小车两轮自平衡，使用TB6612电机驱动模块实现小车的驱动电机，综合实现小车的直立行走,差速转向。进而写出线性CCD的部分程序。

图4　主程序流程图

所以程序中应该有平衡部分，速度控制部分，转向控制部分，然后应该根据芯片与电路的链接方法，写出芯片的初始化程序。

3　测试分析与结论

3.1 根据直立控制调试，由此可以得出结论见表1，表2

表1　kp大小测试（kd=0）

表2　kd大小测试（kp=500）

（1）可以确定得到kp=500,kd=1.7是P、D参数的最大值；（2）对每个系数乘以0.6,取整得到kp=300,kd=1，为理想的值。（3）小车的机械中值在0°。

3.2 根据速度控制调试，由此可以得出结论见表3

（1）kp=80，ki=kp/200是速度控制P、I参数的理想值；（2）kp=80，ki=kp/200是正极性。

平及需求。

3.2.3 项目定位

在前期工作的基础上进行房地产项目定位，产品要考虑消费者的需求，要有效弥补市场供应的空白。同时要充分考虑项目品牌的培育，通过成功的项目口碑带动开发商品牌的树立，让企业品牌增值。

3.2.4 投资分析

对定位后的房地产项目进行投资分析，估算项目投资、销售收入、成本等基础数据，计算项目的投资收益率、净现值、内部收益率等基本评价指标，对项目的财务可行性进行论证。

3.2.5 产品设计

房地产项目产品设计主要包括规划设计、建筑风格设计、绿化系统设计和公共配套设施规划等。充分考虑市场需求、消费者心理需求，凸显现代、活力、地区文化、客户群、生态绿化、公共配套设施等因素，进行系统规划设计，力求产品符合市场和消费者的需求。

近年来，国家不断调整银行贷款政策、经济调控、土地等政策，房地产市场的竞争不断加剧，房地产开发风险性加剧。对于房地产企业来说，应该做好房地产前期策划工作，以便于增强房地产开发项目的竞争能力，解决企业管理问题，更加有效地整合房地产项目资源[4]，提高房地产企业的市场竞争能力。

[1]刘青.浅析房地产开发前期市场定位策划[J].建材发展导向,2013(05).

[2]华彦,刘军.房地产项目前期策划工作浅析[J].建筑工程,2015(02).

[3]刘新宇.探讨房地产项目开发前期策划[J].江西建材,2015.

[4]高非凡.基于房地产开发项目前期策划的研究[J].城市建设理论研究,2015(05).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.234

丛苏莉，女，硕士研究生，讲师，研究方向:建设工程管理、房地产经营与管理等。