平衡车开发板

功能需求

1. 能够独自直立不倒，并且可以前行
2. 电池没电时，能够报警提示
3. 提供显示功能，可以显示一些信息
4. 提供用户接口，例如按键和开关等，方便用户控制
5. 提供蓝牙方案，方便无线操控

功能拆解

电机控制

需求中要求可以前行，当然需要用到电机。

姿态控制

需求中要求前行并且不倒，那就需要实时掌握小车的姿态信息。

供电

需求中需要独自运行，那就需要自行供电，需要进行电池管理。

交互提示相关

需求中要求可以有报警音，可以有用户显示，可以有用户控制。

蓝牙通讯

需求中要求可以无线操控

原理图与器件选型

电机控制

包含需要的两个电机，以及控制电机转动的控制芯片。

电机

电机我们采用N20电机，但是是包含编码器的。包含编码器的特点是，可以采样电机的转速，知道电机的速度；

接线方式如下：


接口线距如下：

6根针的接口，也就是有7个空挡，宽度是10.5，针的间距就是10.5/7 = 1.5mm.
参考链接：https://item.taobao.com/item.htm?id=580556536472

驱动芯片

采用DRV8833。特点是，一个芯片，支持两个电机。
参考链接： https://item.szlcsc.com/3260521.html


C2928790电机驱动芯片_HT8833ARSZ规格书_HTCSEMI(海天芯)电机驱动芯片规格书.PDF%E7%94%B5%E6%9C%BA%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E8%8A%AF%E7%89%87%E8%A7%84%E6%A0%BC%E4%B9%A6.PDF%22%2C%22size%22%3A3080913%2C%22ext%22%3A%22pdf%22%2C%22source%22%3A%22%22%2C%22status%22%3A%22done%22%2C%22download%22%3Atrue%2C%22taskId%22%3A%22uc20f30a8-14ff-4270-b64d-45d5afbcae5%22%2C%22taskType%22%3A%22upload%22%2C%22type%22%3A%22application%2Fpdf%22%2C%22__spacing%22%3A%22both%22%2C%22mode%22%3A%22title%22%2C%22id%22%3A%22ue1654630%22%2C%22margin%22%3A%7B%22top%22%3Atrue%2C%22bottom%22%3Atrue%7D%2C%22card%22%3A%22file%22%7D)

姿态获取

平衡车需要平衡，就需要实时知道自己的姿态。我们采用姿态传感器，MPU6050。考虑到设计过程中外围电路等问题，我们采用了模组。
参考链接：https://item.taobao.com/item.htm?id=692900999965&_u=p2a1bred668
这个模块通讯方式为I2C。

蜂鸣器

可以选择有源蜂鸣器和无源蜂鸣器

蓝牙模块

采用蓝牙模块

电压检测

OLED显示器

外接用户按键

外接电源供电

引脚选择

电机接口

1. 可以控制电机 | 控制 | 功能 | 功能选择 | 引脚 | | —- | —- | —- | —- | | 左轮正转控制 | PWM输出 | Timer3``CH0 | PB6 | | 左轮反转控制 | | Timer3``CH1 | PB7 | | 右轮正转控制 | PWM输出 | Timer4``CH1 | PA1 | | 右轮反转控制 | | Timer4``CH2 | PA2 |

2. 可以读取编码器 | 采样 | 功能 | 功能选择 | 引脚 | | —- | —- | —- | —- | | 左轮编码器1采样 | PWM输入 | Timer1``CH0 | PB8 | | 左轮编码器2采样 | | Timer1``CH1 | PB9 | | 右轮编码器1采样 | PWM输入 | Timer2``CH0 | PA6 | | 右轮编码器2采样 | | Timer2``CH1 | PA7 |

3. 过载反馈

普通IO输入即可。可以考虑到外部中断，此处IO选择PE5，实际设计根据具体情况而定。

陀螺仪

1. 通讯控制 | 通讯 | 功能 | 引脚 | | —- | —- | —- | | SCL | I2C1 | PB10 | | SDA | | PB11 |

2. 反馈响应

普通IO输入即可。可以考虑到外部中断，此处IO选择PC4，实际设计根据具体情况而定。

OLED

1. 通讯控制 | 通讯 | 功能 | 引脚 | | —- | —- | —- | | SCL | I2C2 | PC9 | | SDA | | PA8 |

蓝牙

1. 通讯控制 | 通讯 | 功能 | 引脚 | | —- | —- | —- | | TX | USART1 | PD5 | | RX | | PD6 |

2. 蓝牙状态反馈

普通IO输入即可。可以考虑到外部中断，此处IO选择PG7，实际设计根据具体情况而定。

1. 蓝牙开关控制

普通IO输出即可。此处采用PC7，实际设计根据具体情况而定。

蜂鸣器

1. 声音控制

pwm或者非pwm，可以进行无源和有源蜂鸣器选择。此处采用PB15，可以是普通IO，也可以是pwm控制的IO。Timer11``ch1

ADC电压采样

1. 采用ADC引脚。此处采用PA4,为ADC0``IN4

   按键

2. 按键控制为输入

普通IO输入即可。可以考虑到外部中断，此处IO选择PF9和PC13，实际设计根据具体情况而定。

完整原理图

成品效果