自平衡小车设计报告
自平衡循迹小车设计报告
题图：自平衡小车系统摘要：本自平衡小车由单片机芯片STC80C52为主控制器。
通过电机驱动和寻迹电路完成三轮（两轮为驱动，一轮为万向轮）寻迹来按照竞赛要求来完成基本部分；在运用MMA7455数字加速度传感器和角速度传感器（ENC03陀螺仪）以及运用电磁线性偏差来完成两驱动轮的直立寻迹。
关键词 STC80C52、小车寻迹、自平衡小车。
Abstract:The self balancing car by single-chip microcomputer chip STC80C52 primarily controller. Through the motor drive and tracing circuit complete three (two wheel for drive, round for universal wheel) tracing to according to the competition requirements to complete basic parts; Using MMA7455 digital acceleration sensor and angular velocity sensor (ENC03 gyroscope) and the use of electromagnetic linear deviation to complete two driving wheel of upright tracing.Keywords STC80C52, car tracing, self balancing car1系统方案 (3)1.1模块方案比较与论证 (3)1.2车体设计 (3)1.3控制器模块 (3)1.4寻迹模块 (4)1.5直流电机驱动模块 (4)1.6小车直立 (5)1.7小车速度控制 (5)1.8小车方向控制 (6)1.9最终方案 (6)2 理论分析和计算 (6)2.1直流电机的转速如何控制？(建立数学模型) (6)2.2电磁线性偏差检测数学模型建立 (8)3电路设计1（两轮为驱动轮，一轮为万向轮） (9)3.1电路总设计框图 (9)3.2介绍单片机最小系统原理图及其功能 (9)3.3介绍驱动模块原理图及其功能 (10)3.4介绍寻迹模块原理图及其功能 (11)3.5怎样来控制车模直立？（建立数学模型） (12)3.6车模的方向控制 (14)3.7车模倾角测量 (14)4 电路设计2（两驱动轮直立行走） (17)4.1整个电路的框架接结构 (17)4.2介绍数字三轴加速度传感器模块与陀螺仪原理图及其功能 (18)4.3介绍电磁线偏差检测系统电路及其原理 (20)4.4 整个过程的注意事项 (21)5 测试方案与结果分析 (22)5.1寻迹测试方案（7个红外对管用TCR5000） (22)5.2电机驱动测试方案（主芯片L298N） (22)6.结论 (23)*参考文献 (23)*附录 (24)附录1主要元器件芯片 (24)附录2仪器设备清单 (24)附录3主要程序清单 (24)1系统方案1.1模块方案比较与论证根据设计要求，本系统主要有控制器模块、寻迹模块，直流电机模块、电压比较器模块等构成。
两轮自平衡小车实习报告
实习报告：两轮自平衡小车设计与实现一、实习背景及目的随着科技的发展，机器人技术在各领域中的应用越来越广泛。
两轮自平衡小车作为一种具有自平衡能力的新型轮式车，能够在工业生产、安防系统、智能家居、物流网等领域发挥重要作用。
本次实习旨在学习和掌握两轮自平衡小车的设计原理和技术，培养实际动手能力和创新能力。
二、实习内容与过程1. 理论研究在实习开始阶段，我们对两轮自平衡小车的基本原理进行了深入研究。
通过查阅相关资料，了解了两轮自平衡小车的运动学模型、控制算法以及硬件系统设计等方面的知识。
2. 硬件设计根据实习要求，我们设计了两轮自平衡小车的硬件系统。
主要包括STM32单片机、陀螺仪、蓝牙模块、电机驱动模块、电源管理模块等。
在设计过程中，我们充分考虑了系统的稳定性和可靠性，选择了合适的硬件组件，并完成了各模块之间的电路连接。
3. 软件设计在软件设计阶段，我们采用了PID控制算法，实现了直立控制、速度控制和方向控制等功能。
通过编写程序，使得两轮自平衡小车能够在一定时间内自助站立并保持平衡。
同时，利用蓝牙模块实现了手机APP远程控制功能，方便用户对小车进行操作和控制。
4. 系统调试与优化在系统调试阶段，我们通过对小车的实际运行情况进行观察和分析，不断调整PID 参数，优化控制策略，提高了小车的平衡控制精度和稳定性。
同时，针对小车在实际运行中可能遇到的各种问题，我们采取了相应的措施，保证了系统的可靠性和安全性。
三、实习成果与总结通过本次实习，我们成功设计和实现了两轮自平衡小车。
小车具备了自平衡能力，能够在不同地形环境中灵活运动。
同时，通过手机APP远程控制功能，用户可以方便地对小车进行操作和控制。
总结：本次实习让我们深入了解了两轮自平衡小车的设计原理和技术，锻炼了实际动手能力和创新能力。
通过实习，我们掌握了PID控制算法在实际控制系统中的应用，学会了如何优化系统参数，提高了系统的控制精度和稳定性。
同时，我们也认识到在实际设计和实现过程中，需要充分考虑系统的可靠性和安全性，以满足实际应用需求。
两轮平衡小车实习报告
两轮平衡小车实习报告一、前言随着科技的不断发展，机器人技术逐渐应用于各个领域，其中两轮平衡小车作为一种具有自平衡能力的新型轮式车，引起了广泛的关注。
本次实习报告主要介绍了两轮平衡小车的原理、设计及实际操作过程。
二、两轮平衡小车原理两轮平衡小车主要由控制系统、传感器、执行器等部分组成。
其工作原理是通过传感器实时检测车体姿态，将车体姿态信息传输给控制系统，控制系统根据车体姿态信息计算出相应的控制策略，并通过执行器实现对车轮的动态调整，使小车保持平衡。
三、两轮平衡小车设计1.硬件设计本次设计的两轮平衡小车采用STM32单片机作为控制核心，配备有MPU6050传感器用于姿态检测，使用TB6612FNG电机驱动模块实现车轮的控制。
此外，还使用了OLED显示屏用于显示实时数据。
2.软件设计在软件设计方面，主要采用了PID控制算法来实现车体的平衡控制。
首先，对MPU6050传感器采集到的数据进行处理，计算出车体的倾角；然后，根据倾角信息计算出控制电压，通过TB6612FNG电机驱动模块对车轮进行控制，以保持车体的平衡。
四、两轮平衡小车实际操作过程1.调试过程在实际操作过程中，首先需要对小车进行调试。
通过调整小车的重心位置，使其能够稳定站立。
调试过程中，发现小车在高速运动时容易失去平衡，通过减小驱动电压，提高小车的稳定性。
2.平衡控制实现在平衡控制实现方面，通过实时检测车体姿态，并根据姿态信息计算出控制电压，实现对车轮的控制。
在实际操作中，发现小车在平衡状态下运行平稳，能够实现前进、后退、转向等基本功能。
3.避障功能实现为了提高小车的实用性，我们为其添加了避障功能。
通过使用HC-SR04超声波传感器，实时检测小车前方的障碍物距离，并在检测到障碍物时，自动调整小车方向，实现避障。
五、总结通过本次实习，我们对两轮平衡小车的原理、设计及实际操作过程有了深入的了解。
两轮平衡小车作为一种具有自平衡能力的新型轮式车，具有占地面积小、转弯灵活等优点，其在未来的应用前景广阔。
自平衡小车设计报告
自平衡小车设计汇报摘要.......................................................................... 错误!未定义书签。
一、系统完毕旳功能............................................... 错误!未定义书签。
二、系统总体设计原理框架图 ............................... 错误!未定义书签。
三.系统硬件各个构成部分简介 ............................. 错误!未定义书签。
四、软件设计 .......................................................... 错误!未定义书签。
五、制作困难 .......................................................... 错误!未定义书签。
六.总结..................................................................... 错误!未定义书签。
摘要:本作品采用STM32单片机作为主控制器，用一种陀螺仪传感器来检测车旳状态，通过TB6612控制小车两个电机，来使小车保持平衡状态，通过蓝牙与小车上蓝牙模块连接以控制小车运行状态。
关键字：智能小车；单片机；陀螺仪；蓝牙模块。
一、系统完毕旳功能根据老师旳指导规定，在规定旳时间内，由团体合作完毕两轮自平衡小车旳制作，使小车在一定期间内可以自助站立并且自由行走，以和原地转圈，上坡和送高处跃下站立。
二、系统总体设计原理框架图图2.1 系统总体框图三.系统硬件各个构成部分简介3.1.STM32单片机简介（stm32rbt6）主控模块旳STM32单片机是控制器旳关键部分。
该单片机是ST意法半导体企业生产旳32位高性能、低成本和低功耗旳增强型单片机，它旳内核采用ARM企业最新生产旳Cortex—M3架构，最高工作频率可达72MHz，256K旳程序存储空间、48K旳RAM，8个定期器／计数器、两个看门狗和一种实时时钟RTC，片上集成通信接口有两个I2C、3个SPI、5个USART、一种USB、一种CAN、两个和一种SDIO，并集成有3个ADC和一种DAC，具有80个I／0端口。
两轮自平衡小车毕业设计
两轮自平衡小车毕业设计毕业设计题目：两轮自平衡小车设计一、毕业设计背景与意义目前，智能机器人技术已经在各个领域得到广泛的应用，其中自平衡小车是一种非常具有代表性的机器人。
自平衡小车能够通过自身的控制系统来保持平衡姿态，并能够实现各种转向和动作。
因此，自平衡小车不仅能够广泛应用于工业生产中，还可以成为搬运、巡逻和助力等领域的优秀协助工具。
本毕业设计的目标是设计和实现一种能够自动控制、实现平衡的两轮自平衡小车。
通过这个设计，进一步探究并研究自平衡技术的原理及应用，增加对机器人控制系统和传感器的理解，提高对计算机控制和嵌入式系统的应用能力。
二、毕业设计的主要内容和任务1.研究和调研a)研究两轮自平衡小车的构造和原理；b)调研目前市场上相关产品，并分析其特点和存在的问题。
2.模块设计a)根据研究结果，设计自平衡小车的主要模块，包括平衡控制模块、动作控制模块和传感器模块；b)设计相关控制算法和策略，使小车能够保持平衡并能够实现转向和动作。
3.硬件搭建和调试a)根据模块设计的结果，搭建小车的硬件系统，包括选择适用的电机、陀螺仪、加速度计等；b)进行相应的调试和优化，保证小车的平衡和动作控制能力。
4.软件开发和系统集成a)开发小车的控制系统软件，包括实时控制系统和传感器数据处理等；b)将硬件系统和软件系统进行有机地集成，实现小车的平衡和动作控制。
5.实验和测试a)进行实验测试，验证设计的有效性和稳定性；b)进行相关的性能测试和比较研究。
三、设计预期成果1.自平衡小车的系统设计和实现，能够平衡姿态并能够实现转向和动作控制；2.控制系统软件的开发和优化，实现小车的实时控制和数据处理；3.相关模块和算法的设计和实现，如平衡控制模块和动作控制模块；4.实验和测试结果的总结和分析；5.毕业设计报告的撰写。
四、设计周期和工作安排1.阶段1：研究和调研阶段（1周）2.阶段2：模块设计阶段（2周）3.阶段3：硬件搭建和调试阶段（2周）4.阶段4：软件开发和系统集成阶段（2周）5.阶段5：实验和测试阶段（1周）6.阶段6：总结和报告撰写阶段（2周）五、预期解决的关键问题和技术难点1.小车平衡控制算法的设计和优化；2.小车动作控制算法的设计和优化；3.小车硬件系统与软件系统的有效集成；4.多个传感器数据的处理和融合。
两轮自平衡小车设计报告
两轮自平衡小车设计报告设计报告：两轮自平衡小车一、引言二、设计理念本设计希望实现一个简洁、稳定和高效的两轮自平衡小车。
考虑到小车需要快速响应外界环境变化，并迅速做出平衡调整，因此采用了传感器、控制器和执行机构相结合的设计思路。
通过传感器获取小车倾斜角度和加速度等数据，通过控制器对采集的数据进行处理和判断，并通过执行机构实时调整车身的倾斜角度，以实现平衡行走。
三、原理四、硬件结构1.车身结构：车身由两个电机、一个控制器、一个电池和一个平衡摆杆组成。
2.电机：采用直流无刷电机，具有较高的转速和输出功率。
3.控制器：采用单片机控制模块，能够对传感器数据进行处理和判断，并输出控制信号给电机。
4.传感器：主要包括陀螺仪、加速度计和倾斜传感器，用于感知小车的倾斜角度和加速度等数据。
5.电池：提供小车的电力供应，保证小车正常运行。
五、软件控制小车的软件控制主要包括数据处理和判断、控制信号生成和输出三个方面。
1.数据处理和判断：通过获取的传感器数据，包括倾斜角度和加速度等信息，根据预设的控制算法进行数据处理和判断。
2.控制信号生成：根据处理和判断得出的结果，生成相应的控制信号。
控制信号包括电机的转动方向和速度。
3.控制信号输出：将生成的控制信号输出给电机，实现倒立摆的平衡。
六、小车性能测试为了验证小车的设计和功能是否符合预期，进行了多项性能测试。
1.平衡行走测试：将小车放在平坦的地面上，通过传感器检测到小车的当前倾斜角度并进行调整，实现小车的自平衡行走。
2.转向测试：在平衡行走的基础上，通过控制信号调整两个电机的速度差，从而实现小车的转向。
3.避障测试：在平衡行走和转向的基础上，添加超声波传感器等避障装置，实现小车的避障功能。
七、总结通过本设计报告的详细介绍，我们可以看出两轮自平衡小车具备平衡行走、转向和避障等功能，为用户提供了一个稳定、高效的移动平台。
未来，我们将进一步优化小车的设计和控制算法，提高小车的性能和应用范围。
双轮自平衡小车小车开题报告
美国 Segway LLC 公司开发的 Segway HT 两轮平台电动车把人们从传统的 “ 三点平衡 ”和以低重心、大商稳的底盘设计来避免倾斜的束缚中解脱出 来，通过检测车体的角度和角述度．用适当的回复转矩来避免倾刳摔倒。系统 利用 5 个惯性比率传感器(陀螺仪)、2 个倾角侍感器、电机编码器和一世光学 脚垫传感嚣把系统的的状态提供给了控制器，控制器经过运算确定输入给电机 的能量大小。
两轮自平衡小车是一个集动态决策和规划、环境感知、行为控制和执行等 多种功能于一体的综合复杂系统，其关键是在解决自平衡的同时，还能够适应 在各种环境下的控制任务。通过运用外速度传感器、角速度传感器等，可以实
现小车的平衡自主前进。 近十年来，两轮自平衡机器人引起同外许多研究机构和机器人爱好者极大
关注，各种基于不同目的、不同设计方案和控制策略的自平衡系统相继而生。 在这方面国外的研究比较超前，研制出了一些具有代表性的机器人。
近十年来，两轮自平衡机器人引起同外许多研究机构和机器人爱好者极大 关注，各种基于不同目的、不同设计方案和控制策略的自平衡系统相继而生。 在这方面国外的研究比较超前，研制出了一些具有代表性的机器人，国内的研 究基本上处于理论研究与实践的初期，只开发出了少数的实验原型机。
中国科学技术大学自动化系和力学系多位教授、博导、博士、硕士研究生 和本科生联合研制完成的科研成果，又名自平衡电动代步车，是实用的两轮自 动平衡车，己能实用化，两轮自平衡机器几是将倒立摆原理移植到移动机器人 上的概念。关于倒立摆的研究多年来国内外已经研究非常成熟，其文献也相当 之多，然而更重要的是如何将倒立摆有效地应用在移动机器人上。
平衡小车设计报告
平衡小车设计报告
简介
平衡小车是一种能够自主保持平衡并在不同地面上移动的智能机器人。
本文将
介绍平衡小车的设计原理、结构、控制系统等方面的内容。
设计原理
平衡小车的设计原理基于控制系统对小车的动态稳定性进行控制。
通过在小车
主体上装配传感器和执行器，实现对小车倾斜角度的感知和控制，从而保持小车的平衡状态。
结构设计
1. 主体结构
平衡小车主体结构采用轻量化材料制作，以减少小车整体重量，提高机动性能。
主体结构通常包括底盘、电池仓、控制器安装板等部分。
2. 传感器部分
平衡小车的传感器部分包括倾斜角度传感器、加速度传感器等，用于感知小车
的倾斜状态并传输数据给控制系统。
3. 控制系统
平衡小车的控制系统采用微控制器作为核心控制单元，通过算法实现对小车的
倾斜角度进行实时调整，保持平衡状态。
控制系统设计
1. 控制算法
平衡小车的控制算法通常采用PID控制算法，通过对目标角度、当前角度和角
速度的比较，实现对小车的平衡控制。
2. 控制器选型
控制器选型考虑到性能、成本和稳定性等因素，选用适合的微控制器作为控制单元，以确保平衡小车的控制效果。
性能测试
平衡小车的性能测试主要包括速度测试、转向灵活性测试和稳定性测试等，以评估小车在不同场景下的运动性能和稳定性。
结论
通过对平衡小车的设计原理、结构、控制系统等方面的介绍和分析，可以看出平衡小车作为一种智能机器人具有广泛的应用前景。
未来可以进一步优化设计，提高性能，拓展应用领域。
以上是对平衡小车设计的报告内容，希望能对您有所帮助。
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2012年省电子竞赛设计报告项目名称：自平衡小车姓名：连文金、林冰财、陈立镔指导老师：吴进营、苏伟达、李汪彪、何志杰日期：2012年9月7日摘要：本组的智能小车底座采用的是网上淘宝的三轮两个电机驱动的底座,主控芯片为STC89C52,由黑白循迹采集模块对车道信息进行采集,将采集的信息传送到主控芯片,再由主控芯片发送相应的指令到电机驱动模块L298N，从而控制电机的运转模式。
关键词：STC89C52 L298N 色标传感器 E18-F10NK 自动循迹引言：近现代，随着电子科技的迅猛发展，人们对技术也提出了更高的要求。
汽车的智能化在提高汽车的行驶安全性，操作性等方面都有巨大的优势，在一些特殊的场合下也能满足一些特殊的需要。
智能小车系统涉及到自动控制，车辆工程，计算机等多个领域，是未来汽车智能化是一个不可避免的大趋势。
本文设计的小车以STC89C52为控制核心，用色标传感器 E18-F10NK作为检测元件实现小车的自动循迹前行。
一、系统设计本组智能小车的硬件主要有以STC89C52 作为核心的主控器部分、自动循迹部分、电机驱动部分。
1.1方案论证及选择：根据设计要求，可以有多种方法来实现小车的功能。
我们采用模块化思想，从各个单元电路选择入手进行整体方案的论证、比较与选择。
本方案以STC89C52作为主控芯片，通过按键进行模式的选择切换，按键一选择三轮循迹，按键二进行两轮循迹。
1.1.1模式一（三轮循迹）：模式一（按键一控制）：三轮循迹的时候，通过色标传感器和激光传感器进行实时的数据采集，反馈给主控芯片，主控芯片通过驱动L298来控制两路直流减速电机，从而保证路线的准确性。
引导线断开区域：由于小车是逆时针行走，考虑到惯性，五个传感器全部没有检测到，就直接一定程度上的左转，正好和惯性在一定程度上进行抵消，校正电机两轮电机的线性偏差。
直接从D区域走到E区域。
S型曲线：通过安装传感器，实地模拟所有经过的所有情况，来经过“S”型曲线。
加减速区域：经过第一个十字路线，设置标志位flag为1，第二个十字路线，设置标志位为2，第三个十字路线的时候，flag为3，flag为4时清零。
1.1.2模式二（两轮循迹）：模式二（按键二控制）：两轮循迹的时候，通过色标传感器、激光传感器进行路况分析，陀螺仪与加速度传感器集成模块通过倾角改变量来进行反馈给小车，保证小车的两轮平衡行驶。
两轮循迹方案（平衡、速度、方向控制）理论分析及计算当测量倾斜角度的传感器检测到车体产生倾斜时，控制系统根据测得的倾角产生一个相应的力矩，通过控制电机驱动两个车轮朝车身要倒下的方向运动，以保持小车自身的动态平衡。
两轮自平衡小车的运动主要由驱动两个轮子转动的电机产生的转动力矩所控制。
而我们在控制小车的平衡及运动时， 控制量也是轮子的转动力矩。
1.1.2.1平衡控制：平衡控制是通过负反馈来实现的，系统可以类比为一个倒立的单摆模型，因为车模只有两个轮子着地，车体会在轮子滚动的方向上发生倾斜。
控制轮子转动，抵消其在这个维度上倾斜的趋势就可以保持车体的平衡了。
对倒立车模进行数学建模，建立速度的比例微分负反馈控制，根据基本控制理论讨论车模通过闭环控制保持稳定的条件。
车模简化为高度为L ，质量为m 的简单倒立摆，它放置在可以左右移动的车轮上。
假设外力干扰引起车模产生角加速度)(t x 。
沿着垂直于车模地盘方向进行受力分析。
由图推导出车模倾角与车轮运动加速度)(t a 以及外力干扰加速度)(t x 之间的运动方程[2]：)(x )](cos[)()](sin[)(22t L t t a t g dt t d L +-=θθθ（1.1.2.1 - 1）在角度θ很小时，θθ=sin ,1cos =θ , 运动方程简化为：)()()()(22t Lx t a t g dt t d L +-=θθ （1.1.2.1 - 2）车模静止时，0)(=t a)()()(22tLxtgdttdL+=θθ（1.1.2.1 - 3）对应车模静止时，系统的输入输出的传递函数为：LgsXsYsH-==2s1)()()(（1.1.2.1 - 4）此时系统具有两个极点Lgsp±=。
一个极点位于S平面的右半开面，车模不稳定。
通过对系统的拉氏分析，知当车模静止时，此时系统的一个极点位于S平面的右半平面，车模不稳定[3]。
因此引入比例、微分反馈控制（在角度控制中，与角度成比例的控制量称为比例控制，与角速度成比例的控制量称为微分控制，其中角速度是角度的微分）之后的系统如图2-2所示，其中ωθ2211,kaka==。
图2-2 加入比例微分反馈控制后的系统框图系统的传递函数为：LgksLkssXsYsH-++==1221)()()(（1.1.2.1 - 5）此时系统的两个极点位于：LgkLkksp2)(41222--±-=（1.1.2.1 - 6）系统稳定需要两个极点都位于S平面的左半开平面，要满足这一点，需要0,21≥≥kgk，由此得出结论，当,21≥≥kgk时，直立车模可以稳定。
1.1.2.2速度控制：通过MPU-6050模块，测量加速度传感器获得的角度信号，与角速度传感器测得的信号进行对比，对比积分得到的角度与重力加速度得到的角度，使用他们之间的偏差改变陀螺仪的输出，从而使积分的角度逐渐跟踪到加速度传感器测得的角度。
这样对于加速度传感器给定的角度，经过比例、微分、积分环节之后产生的角度θ必然等于我们要测量的车模倾斜的角度，通过调节PWM 信号从而达到对小车的直立控制。
也就是利用PID 算法计算输出量，根据输出量控制PWM 。
1.1.2.2.1电机模型化分析和简化：可以将电机转速与施加在其上的电压之间的关系化成一个一阶惯性环节模型。
施加在电机上的一个阶跃电压)(t Eu ，电机的速度方程是：)(}1{)(1t u e Ek t T tm --=ω （1.2.2 .1- 7）式中，E 为电压；)(t u 为单位阶跃函数；1T 为时间常数；m k 为电机转速常数。
分析该式可知，电机运动分为两个阶段，加速阶段和恒速阶段。
其中，在加速阶段，电机带动车模后轮进行加速运行，加速度近似和施加在电机上的电压成正比，加速阶段的时间长度取决于时间常数1T 。
在恒速阶段，电机带动车模后轮进行恒速运行，运行速度与施加在电机上的电压成正比。
由此计算所得的加速度控制量a 再乘以一个比例系数即为施加在电机上的控制电压，通过调节PWM 信号，这样就可以保证小车的自平衡循迹直立状态。
1.1.2.3方向控制：控制两个电机之间的转动差速实现车模转向控制，可直接通过不同电压脉冲信号进行控制。
1.2.1车体方案选择方案一：自己动手制作小车底座，一方面材料欠缺，另一方面制作过程要花费大量时间，制作出来的小车还可能机械性能不够优异。
方案二：网上购买小车底座，结构简单，基本能够符合设计所需，机械性能相对有保障。
方案选择：方案一和二同时结合使用，直接使用之前闲置的小车底座进行改装。
1.2.2主控芯片方案一：51单片机芯片（比如STC89C52系列）优点：容易控制、操作简单、外设较少、成本较低、其低功耗、性能稳定，处理速度1M。
缺点：处理速度较慢，扩展性较低，外部资源相对较少。
方案二：ARM芯片（STM32）优点：低功耗，高性能，程序在不同核之间兼容性良好，包括多种通信接口，内核电压低至1.8V，可以选择睡眠，待机等多种低功耗模式，容易处理各种复杂接口，处理速度达72M。
操作资源丰富，包括10个定时器、两个12位1-Msample/s 模数转换器(交错模式下2-Msample/s)、两个12位数模转换器、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPD 端口。
外设共有12条DMA通道，一个CRC计算单元。
缺点：操作相对复杂，价格相对较高。
方案选择：采用STC89C52单片机来实现本题目，电路简单，成本较低，经实验运行证明工作可靠，所以最后决定用STC89C52作为该控制系统的核心。
1.2.3稳压芯片选择方案选择：LM2596输出电流大，损耗功率小，带负载能力比较强，价格也不会很贵，所以用LM2596给单片机最小系统版供电、驱动模块、色标传感器模块、激光模块和陀螺仪模块供电。
1.2.4电机选择方案一：步进电机优点：可以精确控制小车的旋转角度缺点：由于内部构造原因，速度很慢，给一个脉冲延时一段时间，速度慢。
方案二：直流减速电机优点：速度快（同样的功率比马达驱动的速度快一倍（6V））缺点：速度很快的情况下，小车的角度不容易精确控制。
方案三：舵机优点：结构紧凑，易于安装调试，大扭力，成本低，容易控制角度，角度控制精确。
缺点：价格相对较高。
方案选择：选择方案二。
步进电机速度太慢，而且小车主要是实现循迹功能，所转过的角度不用太过精确，舵机的价格太贵，综上考虑选择直流电机。
1.2.5循迹模块方案一：激光循迹优点：反应灵敏，信号强，前瞻性非常好，做的好的话，可以达到1-2米左右，不易受自然光影响。
缺点：价格相对昂贵，相对不好调试，工作电流大。
方案二：红外循迹优点：输出电流相对较小，单个模块20mA-30mA。
缺点：距离短。
方案三：摄像头循迹优点：前瞻性好，控制精确。
缺点：程序复杂，数据量大，调试难度大。
方案四：色标传感器优点：可以检测特定颜色与颜色的差异。
缺点：价格相对昂贵。
方案选择：选择方案一和方案四相结合。
鉴于本次比赛只需完成预设轨迹，所以不用追求速度和时间，考虑到精度和灵敏度。
1.2.6两轮平衡数据采集方案一：MPU-6050模块优点:集加速器与陀螺仪于一体，是整合性6轴运动处理期间，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间；并且内置16位AD，是数字量输出，采用标准的IIC通讯协议，无需外接AD，降低成本。
缺点：由于MPU-6050是新产品，还没有太多人使用，所以资料少，并且采集速度比组件慢一些。
方案二：MMA7660+ENC-03R优点:采集速度快，资料多。
缺点：需要外置AD，存在轴间差的问题。
方案选择：比较两个方案，最终选择了方案一。
二、硬件设计及说明基本系统控制电路采用采用模块化设计，镍镉电池（7.2V 2000mA）通过2596稳压成5V给主控模块、色标传感器、激光传感器和陀螺仪供电，以单片机STC89C52作为主控单元，负责整个电路的资源分配，色标传感器和激光传感器分别采集路况信息进行分析，从而自动识别，两轮行驶时，通过陀螺仪来测试倾角的变化量，反馈给主控模块，从而来控制小车的平衡行驶。
2.1 硬件设计锂电池稳压电路红外循迹模块MCU最小系统版（STC89C52）陀螺仪模块298驱动模块2.1.1电路原理图主控电路图（包括2596稳压电路和色标传感电路）2.1.2 电机驱动：L298N为15个管角的单块集成电路，高电压，高电流，四通道驱动，设计用L298N来接收DTL或者TTL逻辑电平，驱动感性负载(比如继电器，直流和步进马达)和开关晶体管。