【平衡小车制作】（一）硬件原理图讲解（超详解）

  大家好，我是小政。之后的一系列文章我将介绍我玩平衡小车的过程以及遇到的一些问题，将这些内容记录下来分享给大家，也让大家少走一些弯路。接下来我将从硬件框架选择、软件编程、PID算法、PID调参、蓝牙遥控这五个部分向大家讲解平衡小车的制作过程。
  本系列平衡小车文章适合于刚刚学习STM32但感觉没有玩透，想找个项目练练手，那么平衡小车绝对适合你。同时也适合于对于平衡小车感兴趣但编程和硬件基础较差，没有关系，跟随小政将让你轻松学会制作一个属于自己的平衡小车。
  第一篇文章我会首先介绍平衡小车的硬件组成，对硬件原理图进行详解。

一、硬件结构

1. 主控板：主控芯片（STM32F103C8T6）+电机驱动芯片（TB6612FNG）,利用AD20画的PCB并进行打板。
2. 小车框架：平衡车底盘、电机、轮子（某宝有售）
3. 电池：狮子航模电池2200mAh11.1V35C，T母头
4. DC-DC降压模块：MP1584EN，3A可调降压稳压电源模块
5. 陀螺仪：MPU6050，检测倾斜角度
6. OLED：4线I2C OLED显示屏
7. 超声波模块：HC-SR04
8. 蓝牙：HC-05

二、硬件原理图

  硬件原理图我利用Altium Designer 20画的，并进行了PCB打板。想要获取原理图的小伙伴可以去我的百度网盘下载。
网址：https://pan.baidu.com/s/1E2a2KtL8YuAmTfuQZtPhMg
提取码：5hvl

图1 平衡小车硬件原理图

图2 平衡小车3D视图PCB

三、硬件框架讲解

（1）STM32F103C8T6

主控芯片及周围电路结构如下：
1）STM32F103C8T6（48脚芯片）
2）8M晶振（STM32内部倍频至72MHz，产生供系统正常工作的稳定的脉冲信号），
3）复位电路（RST）
4）启动模式选择电路（BOOT0和BOOT1）
5）去耦电容（3.3V与GND之间加几个104电容）
6）烧写电路（SW）

图3 主控芯片及周围电路

（2）电源电路

   电源采用11.1V锂电池供电，通过DC-DC降压模块获取5V电压，在通过AMS1117降至3.3V。图中电解电容主要目的是滤低频纹波，瓷片电容主要目的是抑制高频噪声，需靠近管脚。

图4 DC-DC降压模块

图5 AMS1117转3.3V

（3）编码器

作用：实时检测电机速度
编码器1——PA0/PA1——TIM2
编码器2——PB6/PB7——TIM4

图6 编码器引脚（TIM2,TIM4）

（4）电机驱动芯片TB6612FNG

作用：驱动电机正常运行
PWM1——PA8
PWM2——PA11
电机1——PB12/PB13
电机2——PB14/PB15

图7 TB6612FNG（TIM3）

（5）陀螺仪MPU6050

作用：检测倾斜角
MPU6050中断引脚——PB5
MPU6050所用I2C——PB3/PB4

图8 陀螺仪MPU6050（I2C）

四、实物展示

图9 平衡小车实物图

图10 平衡小车实物图

图11 平衡小车实物图

  以上就是硬件结构的讲解，接下来的文章将对软件的编程和算法设计进行详解。文章中出现错误或者小伙伴对以上内容有所疑问，欢迎大家在评论区留言，小政看到后会尽快回复大家！