两轮电动平衡车系统电路设计详解 —电路图天天读 174

很多朋友对两轮电动平衡车系统电路设计详解，—电路图天天读，174不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

在国外，两轮载人平衡车早已在一些公共场所使用，现在很多机场、火车站、汽车站等公共场所都使用了两轮载人平衡车。两轮平衡车的研究有利于两轮载人平衡车的研究。

本工作采用IAP15F2K61S2单片机开发板作为主控板，用电源和传感器模块采集角度数据并为系统供电，用测速模块测量电机的速度信息，最后将角度信息转换成PWM输出到电机驱动模块控制两个空心杯电机。

本设计是基于IAP15F2K61S2单片机系统的两轮平衡车。采用IAP15F2K61S2单片机开发板作为主控板，通过MPU6050陀螺仪和加速度传感器采集加速度和角速度，通过计算确定汽车的姿态，再通过光电门传感器测量汽车的电机转速，计算出车速。电机驱动根据传感器测得的数据，采用PID算法进行PWM输出，调整合适的PID参数，使小车平稳站立。

这项工作很容易使用，你可以打开主开关车直立。两轮载人平衡车在一些公共场所有一定的优势。两轮平衡车的研究有助于两轮载人平衡车的开发。该作品具有结构简单明了、使用方便的特点。设计特点：

汽车的底盘是我们用游标卡尺测量电机支架的孔径和位置，用Altium Designer软件画出底盘模型，然后用雕刻机和亚克力板雕刻出底盘。传感器模块和电池盒在车上的安装是对称的，这样汽车的重心在电机上方，传感器安装比电机略高，大概在重心位置，有助于汽车的平衡和稳定。在算法中，采用简化的PID算法和卡尔曼滤波算法对电机进行控制，使系统更加稳定可靠。平台选择说明：

本系统采用IAP15F2K61S2单片机开发板作为主控板，IAP15F2K60S2为1T 8051单片机。是真正的单片机，工作电压宽，不需要外部复位电路和外部晶振，内部晶振5-33.1776 m，片内外设丰富，包括3通道捕获比较单元(CCP/PCA/PWM)，8通道10位高速AD，3个定时器/计数器，双串口，高速串行通信ISP接口，大容量片内EEPROM。

电机由LM298N驱动，速度由透射式光电门测量。信号由逆变器输出，电机采用空心杯，频率可达十几千赫兹。

更多无人机系统MCU信息，请进入IAP15F2K61S2单片机开发板原理图。

本工作使用的IAP15F2K61S2微控制器内部资源有定时器1、定时器2、串口1、ADC，外部中断0，外部中断1、PWM等。定时器1以10ms为周期处理数据，定时器2作为串口1的波特率发生器，串口1用于调试时与上位机软件通讯，ADC用于采集电位器可调端的电压，用于调试PID参数，外部中断0和1用于测速模块的脉冲计数，PWM作为输入信号使能电机驱动。

MPU6050模块和电源模块原理图MPU6050采用IIC通信传输数据，电源模块采用LM7805作为稳压芯片，为单片机和传感器供电。测速及电机切换模块在每个电机尾部有两个光电门用于测速，光电门的输出信号经过逆变器输出后更加稳定可靠。用转接板连接电机接线有利于保护电机接线。在遮挡层画边框，在顶层画辅助线，先打孔再用刻字机切边。设计说明：

本设计基于IAP15F2K61S2单片机开发板，利用陀螺仪和加速度传感器测量周期为10ms的角度信息，经卡尔曼滤波算法滤波后，再进行PD算法处理。测速模块测量周期为100ms的速度信息，经过互补滤波算法滤波后，再经过PI算法处理。角度环的输出和速度环的输出融合为PWM的设定值驱动电机，控制电机。

以上知识分享希望能够帮助到大家！