毕业设计（论文）-单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计

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1、毕业设计（论文）题目：单片机控制单轴双轮自动平衡小车设计系别：电气工程系专业：电气工程及其自动化班级：电气121学号：学生姓名：指导教师：2016年月摘要两轮自平衡车由于其特有的灵活性以及便捷性越来越受到人们的关注，在人们的日常生活中也作为代步工具被越来越多的人群接受。本设计采用了基于ARMCORTEX-M3内核的STM32单片机，使平衡车姿态调整速度更快，数据处理更准确，运动性能更佳。并且放弃分别采用陀螺仪和加速度传感器来获取小车的姿态信息，而是直接采用了全球首例9轴运动处理传感器MPU-6050，通过DMP获取四元数

2、，以算出角度，并通过PID控制实现小车的直立平衡行走。采用蓝牙模块实现和小车之间的通讯工作，设计最终实现了小车的平衡站立、前进、倒退功能。实现小车的平衡直立行走，其实就是要对电机进行适时的控制，电机作为机电转换装置，遍布于国民经济的各个领域以及人们日常生活的方方面面，所以对电机的完美控制更显得极其重要，也是本设计的主要目的之一。STM32F10x系列芯片是新型的32位嵌入式微处理器，具有优秀的数据处理能力，速度更快，在对本设计中的小车模型进行速度调整时，能展现出更灵敏的反应速度，更重要的是，它还具有较好的移植性，在很好的

3、实现本设计任务的同时，利于将来更多功能的扩展。关键词:平衡车；MPU6050；STM32；PID控制AbstractMoreandmorepeoplehavepaidattentiontoTheTwo-wheeledSelf-balancingRobotduetoitsuniqueflexibilityandconvenience.Peoplehadacceptitastransportinpeople'sdailylife.ThisstudyisjustbasedonthepurposeofexploretheTheT

4、wo-wheeledSelf-balancingRobot.ThisdesignbasesonSTM32microcontrollerwhichbasedontheCORTEX-M3ARMcore.becauseofthat,therobotadjustfaster,dataprocessingmoreaccurate,performancebetter.Atthesametime,wedirectlyusingtheworld'sfirst9axismotionprocessingsensorMPU-6050inste

5、adofthegyroandaccelerationmetersensorstogetthecar'sattitudeinformation.tocalculatetheangleThroughtheDMP.Andtoachievethecar'suprightbalancewalkingthroughthePIDcontrol.UsingBluetoothmoduletoachievecommunicationwiththecar.TheDesignedwillachievethebalanceofthecarstan

6、d,forward,backwardfunction.Toachievethebalanceofthecaruprightwalking,infact,istotimelycontrolofthemotor,electricmotorisanelectricmachineconversiondevicewhichthroughallareasofthenationaleconomyandpeople'sdailylife,sotheperfectcontrolofthemotorismoreimportantandiso

7、neofthemainobjectivesofthisdesign.stm32f10xserieschipisnew32-bitembeddedmicroprocessor,ithasexcellentperformance,goodportabilityandimprovetheefficiencyoftheDCmotorcontrol,andwehavemodularthelsystem,whichwillbeconducivetothebalanceofthecarafterthefunctionexpansion

8、.KeyWord：Self-balancingRobotMPU6050STM32PIDcontroller目  录1绪论12平衡车总体设计方案22.1系统平衡原理分析22.2系统整体设计33系统硬件电路设计53.1系统硬件选型53.2最小系统设计63.3姿态检测电路设计63.4电源稳压模块73.5电机驱动模块设计84