STM32 HAL库平衡小车软件设计指南

本资源文件提供了基于STM32和HAL库的平衡小车软件设计详细指南。通过本指南，您将学习如何使用STM32微控制器和HAL库来实现平衡小车的PID控制。

内容概述

1. 项目目标
   • 实现平衡小车的直立功能，使其在正常程度的干扰下保持不倒。
   • 在保持直立的同时，小车接近静止，尽量不左右旋转。
2. 项目架构
   • 所有外设的初始化，包括定时器、GPIO和MPU6050及DMP的初始化。
   • 主循环中读取陀螺仪（角加速度）和欧拉角。
   • 定时器中断中读取编码器数据，进行PID计算，并将PWM输出给电机执行。
3. HAL初始化
   • 使用STM32C6T6微控制器。
   • 定时器配置：PWM输出、编码器模式、定时器中断。
   • I2C配置：使用软件I2C。
   • 时钟设置：使用外部12MHz晶振，系统频率设为72MHz。
   • 串口配置：作为DEBUG手段。
4. PID设计（核心）
   • 直立环：使用PD控制，快速响应并抑制超调。
   • 速度环：使用PI控制，保持小车接近静止。
   • 转向环：使用PD控制，解决小车静止或运动时左右旋转的问题。
5. 附加功能
   • 拿起检测：通过检测占空比判断小车是否被拿起。
   • 放下检测：通过检测欧拉角和角加速度判断小车是否被放下。

使用说明

1. 硬件准备
   • 准备STM32C6T6开发板。
   • 连接MPU6050传感器和电机驱动模块。
2. 软件配置
   • 使用STM32CubeMX配置定时器、GPIO、I2C和串口。
   • 编写PID控制算法，实现直立环、速度环和转向环。
3. 调试与测试
   • 通过串口输出调试信息，观察PID控制效果。
   • 调整PID参数，优化小车平衡性能。

注意事项

• 确保硬件连接正确，避免短路或接触不良。
• 调试过程中注意安全，避免电机高速运转造成意外。
• 根据实际环境调整PID参数，以达到最佳控制效果。

通过本指南，您将能够掌握基于STM32和HAL库的平衡小车软件设计，实现稳定可靠的平衡控制。

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