给新手的两轮自平衡小车开发实战指南
  • Introduction
  • 前言
    • 前言
    • 推荐学习路线
  • 套件上手
    • 必看开箱组装
    • 参数特点一览
    • 蓝牙遥控模式
    • 红外循迹模式
    • 超声跟随模式
    • 超声避障模式
    • 提起识别
    • 着陆识别
    • OLED显示说明
    • 烧录程序指南
    • 修改遥控APP
    • 修改开机模式
    • 硬件组成概述
    • IO引脚分配
    • 软件功能说明
    • 程序框架介绍
    • 分析排除故障
  • 原理分析篇
    • 平衡原理
    • 动力学分析
    • 数学建模
    • Simulink仿真
  • 电路开发篇
    • 系统框架一览
    • 主控模块
    • 稳压模块
    • 驱动模块
    • 蓝牙模块
    • 传感器模块
    • 底板功能说明
    • 电机参数说明
    • 洞洞板底板手工焊接教程
  • 软件开发篇
    • 约定代码编写规则
    • 安装MDK-ARM软件
    • 使用MDK-ARM软件编译代码
    • 安装STM32CubeMX软件
    • STM32CubeMX软件生成工程
    • GPIO与LED闪烁的仪式感
    • Timer与按键消抖的应用
    • Usart与Printf函数重定向
    • Timer编码器模式读取编码器
    • PWM与TB6612FNG驱动电机
    • 硬件I2C读取MPU6050原始数据
    • 加速度计、陀螺仪的工作原理和数据融合
    • MPU6050姿态解算和数据融合
    • PID控制原理与增量式PID算法
    • 电机速度闭环内环PID控制
    • 直立平衡角度环PID控制
    • 运动速度闭环外环PID控制
    • 提高PWM频率为24kHz
    • 移植U8g2单色图形库驱动OLED
  • 其他
    • 扩展投稿
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在本页
  • 详细参数:
  • 「小霸王Lite」两轮自平衡小车的特点:

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  1. 套件上手

参数特点一览

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本小节介绍「小霸王Lite」两轮自平衡小车的详细参数和特点。

「小霸王Lite」是一款小巧、灵活、开源、低成本的两轮自平衡小车,它可以帮助你很轻松地完成智能自平衡小车项目制作、课程设计、毕业设计。你可以通过 C 语言对它进行编程,实现完全控制「小霸王Lite」,包括控制芯片的所有 IO 引脚。控制芯片的 IO 引脚全排针引出,你可以非常轻易地使用杜邦线连接引脚与扩展模块,实现你的创意。

详细参数:

「小霸王Lite」两轮自平衡小车的特点:

  • 主控 STM32F103C8T6 ARM Cortex-M3 32 位处理器,72 MHz 主频(1.25 DMIPS/MHz 运算能力),64K Flash,20K SRAM,性能优秀,扩展空间大;

  • 主控 STM32F103C8T6 所有 IO 引脚在底板上均用标准 2.54mm 排针引出,这意味着允许你使用杜邦线连接各种模块,扩展起来非常方便;

  • 主控 STM32F103C8T6 使用经典 LQFP48 封装,共 48 个引脚,除去电源地晶振等 16 个非功能引脚,剩余 32 个功能引脚。

  • 实现平衡功能必须使用的主控引脚共 12 个,功能划分如下:

    • PB8/PB9: 连接 MPU-6050

    • PB0/PB1/PA3/PA4:连接 TB6612FNG,GPIO 功能,控制电机方向

    • PA6/PA7:连接 TB6612FNG,PWM 功能,控制电机转速

    • PB6/PB7/PA0/PA1:连接编码器,正交解码功能,获取电机转速

      上述 12 个引脚是你不能再动(使用)的引脚,因为已经是平衡功能必需使用。你再使用,会破坏掉最基本的平衡功能。

  • 剩余作为扩展功能使用的主控引脚共 20 个,功能划分如下:

    • 在核心板上,PA13/PA14 默认作为 SWD 功能引脚,PB12 默认连接 LED,PA11 默认已连接 Buttom(按键),PA9/PA10 默认已连接 USB-TTL 芯片。但是,当 IO 引脚需求紧缺时,一样可以共用这些引脚,比如超声波模块和按键共用 PA11 引脚。

    • PB10/PB11:连接 SPP Bluetooth V3.0(蓝牙)模块

    • PB13/PB14/PB15/PC13:连接 SPI 0.96 寸 OLED 显示模块

    • PA11/PA2:连接超声波模块

    • PA8/PA15/PB3/PB5:连接红外循迹模块

    • PA12/PA15/PB3/PB4/PB10/PB11:连接 ESP8266 Wifi 模块

    • PA8/PA12/PA15/PB3/PB4/PB5:连接 nRF24L01 2.4G 模块

      上述的 18 个 IO 引脚是你可以按照你的想法进行使用的引脚。我把这 18 个 IO 引脚划分给上述的模块,并在底板上预留了这些接口。但是,你要明白预留接口不等于只能接这些模块。你可以自己重新规划功能使用。上述部分扩展模块共用同一 IO 引脚,若冲突,不能同时使用,比如 SPP Bluetooth V3.0(蓝牙)模块和 ESP8266 模块不能同时使用。我们在底板上预留了上面模块的接口,可以直接插上去使用。若需要使用 IO 引脚连接其他没在底板预留接口的模块,比如舵机、摄像头等,可以使用杜邦线与其连接。

  • 板载 CP2102 USB-TTL 芯片和 Micro-USB 插口,使用 Micro-USB 数据线就能烧录程序;

  • 板载 3 种通信模块接口(ESP8266 与 Bluetooth 共用部分 IO 引脚,两者不能同时使用):

    • nRF24L01 2.4G 无线通信模块

      • nRF24L01 是一款使用 SPI 通讯协议, 通讯速率最高可达 8Mbps, 工作频率范围 2.400GHz~2.525GHz 的 单片无线收发器芯片。

    • ESP8266 Wifi 无线通信模块

      • ESP8266 是一款 Uart-Wifi 透传模块,可将用户的物理设备连接到 Wifi 无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。

    • SPP Bluetooth V3.0 无线通信模块(蓝牙)

      • 默认通信使用蓝牙 V3.0 规范无线通信,使用 SPP 蓝牙串口协议,可实现 30 米蓝牙通信;

  • 板载 MPU6050 六轴传感器进行姿态解算,内置 3 轴加速度计 + 3 轴陀螺仪;

  • 支持超声波测量前方障碍物距离,实现简单的直线跟随功能和右转避障功能;

  • 支持红外模块巡线功能,能识别白底黑线,实现简单的定速巡线功能;

  • 支持 SPI 0.96 寸 OLED 显示模块,能显示小车倾斜角度、小车运行速度、超声波探测距离、电池电压等数据;

  • 使用带编码器的直流减速电机,集成 384 线编码器,转速高达 260 RPM,扭矩高达 2.5kgf.cm;

  • 使用 5C 动力锂电池,最大瞬时电流高达 10A,18650 封装安全性高,续航时间 3 小时(此时间与运动方式有关);

  • 使用 65MM 橡胶耐磨轮胎,内部填充海绵内胆,减震性能好,摩擦力大;

详细参数