[开源造车]51单片机两轮自平衡小车之原理图设计讲解
long long ago，喵呜实验室在坛子里和大家分享了一款51单片机两轮自平衡小车（下面简称：喵呜两轮）的部分资料，发到STC版块去了—。 —-
由于种种原因啦，当时没跟大伙分享在玩51单片机两轮自平衡小车的一些经验。以后呢，有时间就过来简单写一下，以后看着权当留个纪念咯。喵呜实验室官网：http://miaowlabs.com
[开源造车]STC开源两轮自平衡小车残暴到没朋友
http://www.amobbs.com/thread-5621257-1-1.html
该文章可能对新手有一定帮助，高手请略过。如果这篇文章对你有一丝帮助，请留言评论，我们会很开心哒。这样写下去的动力更足啦。
那么，今天我们就来看看喵呜实验室这款喵呜两轮的硬件组成吧。
喵呜实验室两轮自平衡小车硬件组成:
主控：(STC)IAP15W4K61S4（增强型51单片机，和STC89C51一样简单易用）
姿态传感器：MPU6050（3轴加速度+3轴角速度）
无线通信协议： 蓝牙2.1/蓝牙4.0双模透传（预留NRF24L01+接口)
有线通信协议：CP2102（USB转串口）
电机驱动：MC33186
外部接口: Mirco-USB接口
电机：GB37减速电机（DC12V，减速比30，转速365RPM）
车轮：65mm
电池：1300mAh 25c锂电池
单片机最小系统
单片机选择宏晶公司IAP15W4K61S4，它体积小（ LQFP48），工作电压宽（2.5V-5.5V ），具有丰富的外设模块，非常适合控制车模运行。
它的主要外设包括：
PWM ：6路15位硬件PWM+2路CCP的16位；
UART：4组；
ADC：8路10位高速ADC；
定时器：共7个定时器，5个16位可重装载定时器/计数器,2路CCP还可再实现2个定时器；
IO口：最多提供62个GPIO；
此外，IAP15W4K61S4内部还集成了时钟电路、内部高可靠复位电路以及看门狗电路等。
内部存储器资源包括： 61k程序Flash， 4kSRAM。
该单片机的内部资源
IAP15W4K61S4内部结构框图
由于该单片机内已经包含了时钟和复位电路，所以单片机的最小系统电路非常简洁。如图所示。
系统电源
喵呜两轮采用的是航模锂电池，电池组充满电压为12.6V。而系统部分芯片需要5V供电，部分芯片需要3.3V供电，所以需要电源转换电路。喵呜两轮采用的是芯片LM2596-5.0和ASM1117-3.3，电路如下：
姿态传感器
喵呜两轮采用的是最常用的MPU6050陀螺仪加速度计一体芯片，成本不超过20元，对两轮自平衡小车来说，它的精度和性能绰绰有余了，MPU6050在这个价位里面几乎是占有绝对的性价比优势。首先，它将陀螺仪和加速计整合在一个片上，通过IIC总线给出六个维度的ADC值；其次，芯片本身提供一个“从”IIC接口，供用户接第三方的IIC器件，一般选择是接一个电子罗盘，如HMC5883L，构成一个9轴的输出的姿态模组，现在MPU9150已经丧心病狂的把电子罗盘功能也整合在片上了，但是要买60+元，如果你有钱任性，也可以去买。最后，这颗芯片内部集成了一个DMP（Digital Motion Processor）处理器，直接硬件解算四元数，从某种程度上说解放了20%的主控资源。
电机驱动电路
由于车模具有两个后轮驱动电机，因此需要两组电机驱动桥电路。喵呜两轮选用两片飞思卡尔公司专用电机驱动芯片 MC33186 组成了电机驱动电路。
因此每一路电机为了能够实现正反转，都需要两个PWM信号。两个电机总共需要4路PWM信号。
USB-Serial协议转换
因为考虑到不是每个同学手上都有USB-TTL下载模块的，而且市面上的USB-TTL模块质量参差不齐,质量差的还会导致电脑蓝屏，于是，喵呜实验室的两轮自平衡小车控制板上板载USB-TTL下载电路，通过一根安卓手机标配的MicroUSB线，就可以轻易简单地对喵呜ISO进行固件更新和调试参数。如此简单的操作步骤，想来随便从大街拉一个大妈过来应该都可以完成。
蓝牙透传模块
为了让喵呜两轮能跟上智能机泛滥的步伐，同时也是为了增加它的适应性和降低成本的考虑，我们在原来的基础上增加了蓝牙透传模块，硬件焊盘上兼容蓝牙2.1和蓝牙4.0 BLE技术。就是说，同样一个控制板的裸PCB板，可以选择焊接蓝牙2.1和蓝牙BLE的模块。
蓝牙协议是很复杂的，要想去接触并试图一步一步的写出来，在我现有的时间下，几乎不太可能了。而将蓝牙透明传输成串口，这就很好的将喵呜ISO与安卓设备对接了，可以直接在安卓设备上面开发遥控app或者上位机。这想想也有点小激动呢，于是，我们真的这么干了，也成功了。
毕竟喵呜实验室的成员不在电子设计领域，设计经验也很少，在这个当中肯定许多有不足和漏洞，希望大家指正，我们一定会积极接受意见并作出修订，希望把喵呜两轮做得更加完善，更加稳定，给这片土地上的广大爱好者提供丰富的资料和开发经验。
不知不觉到冬天了，一年的时间就这样过去了。略伤感。 很详细的资料 谢谢分享 好好学习一下了！ 谢谢分享。 顶一个，咱 很赞的产品，很好的资料，赞 用NORDIC 51822做主控，就不用多一个蓝牙模块了，协议栈什么都都封装好了，成熟稳定。 哦，51822 PWM功能比较弱...呵呵 支持楼主，搬凳子听楼主上课 蓝牙有点烦，，，咋不用nRF2401简单点？ {:lol:}{:shocked:} 楼主很有心！ 讲得不错！学习了。 楼主帮喵大转发他知道了一定会感谢你啊 不是，原来就是喵大 GOOD{:smile:}
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