在本文开始之前我忍不住想吐槽一个事情，就在前两天晚上，我满意地装完平衡车，给他取了个名字叫瓦力（没错，就是机器人总动员里的瓦力），他长这个样子。

  把他放到桌子上放了一夜，第二天早上起来拿起来看了一眼，准备一会儿把他放到手提袋里带走调试，甚至晚上还给他发了条说说说马上就要站起来了，结果就在我走出卧室门上厕所的那一小段时间里，瓦力！没错，就是他！竟然从桌子上掉下来了！亚克力板的四边全部摔断，甚至连主控引脚都摔歪了，没人知道他是怎么从桌子上掉下来的，没人知道，哎~总结一下，下次一定把自己的平衡车放到一个安全的位置叭，防止类似的惨案再次发生。

一、基本功能

  作为一辆合格的平衡车，核心功能肯定是能做到平衡，也就是能够保持不栽跟头，即使有外力影响也能及时调整姿势。

  除了基本的平衡功能外，还为平衡车提供了一些可扩展的功能

• OLED模块，用来显示调试信息、故障信息和运行信息；
• 蓝牙模块，用来实现蓝牙遥控；
• 超声波测距模块，用来实现超声波避障功能；

  除了上述内容，本设计利用霍尔编码器来检测转速，实现速度的闭环控制，使得整个控制系统更加稳定。

二、硬件选型

  讨论完基本功能，下面我们来讨论一下硬件选型，其中包括电源部分（电源、降压模块、电源开关）、模块部分（角度传感器、蓝牙模块、显示模块、超声波模块）、主控部分和整体车身以及电机和电机驱动模块。

模块	选型
电源	选择带有圆形插头的两节18650电池加电池盒
电源开关	选择自锁开关
降压模块	5V降压模块
角度传感器	MPU6050
蓝牙模块	HC-05
显示模块	四针OLED
超声波模块	HC-SR04
主控	STM32F103C8T6
车身及电机	车身及电机选择购买成套的，电机7.4V供电
驱动模块	TB6612

  除了上述一些模块外，还需要准备排母、电源插头等物品，这里就不再一一列举了。

三、原理图设计

  原理图设计需要考虑的关键点在于引脚的分配，这里列举一下引脚分配

引脚	功能
PA6	SCL（OLED）
PA7	SDA（OLED）
PB6	SCL（MPU6050）
PB7	SDA（MPU6050）
PB0	电机M1霍尔编码器A相
PB1	电机M2霍尔编码器A相
PA9	TX（HC-05）
PA10	RX（HC-05）
PA0	PWMA（TB6612）
PA1	PWMB（TB6612）
PA2	AIN1（TB6612）
PA3	AIN2（TB6612）
PA4	BIN1（TB6612）
PA5	BIN2（TB6612）
PB8	Trig（HC-SR04）
PB9	Echo（HC-SR04）

  除了上述描述的，TB6612的AO引脚控制电机M1，BO控制电机M2，原理图如下图所示。

  绘制原理图时除了引脚分配外，（针对我这个小白来说）比较容易出错的是电源插头和自锁开关部分的原理图设计，下面会有一章节着重介绍。

四、PCB设计

  设计完了原理图，接下来就是设计PCB，设计PCB主要就是布局和布线，博主属于是硬件小白，大概总结一下重点内容

• 电源和地线尽量加宽，可使用15mil宽的线，其他的线可以选择10mil；
• 注意布局，防止出现模块互相贴的太近导致无法插入的情况；
• 注意开固定孔时的孔径，经过测试，M3的尼龙柱或者铜柱开孔时孔直径设置为3.2mm比较合适；
• 注意固定孔间距，防止固定孔间距与平衡车底板不符导致无法固定；
• 尽量将每一个模块的引脚都加上丝印标注，方便后续实物调试时插接模块；
• 注意不要忘记铺铜；

  除了上述介绍的内容外就是一些老生常谈的问题，比如走线尽量不要走直角和锐角这种，这里就不再详细介绍了，觉得自己手动布线比较麻烦的可以选择直接自动布线，博主这里就选择的自动布线。

  由于博主属于是硬件小白，如果有大佬觉得任何地方描述存在问题，欢迎批评指正。

  最终的3D视图如下

五、器件详细介绍

  由于博主在绘制原理图时有两个小器件的电路绘制错误，所以这里着重介绍一下，介绍时请忽略博主潦草的画风，大佬可以直接划走。

5.1 DC-DC电源插头

  首先看一下它的物理外观对应的引脚作用

引脚编号	引脚功能
1	电源正极
2	电源负极静触点
3	电源负极动触点

  未插入时，2和3连通，插入时三个引脚均为接通，1为电源正极，3为电源负极。

  然后我们再看看它的原理图，引脚功能顺序与物理外观相同

5.2 自锁开关

  还是先来看一下他的物理外观

  正面的小标记有可能是博主买的自锁开关独有的，别的不太清楚。

  对应物理外观，我们来看一下它的引脚。

• 常开状态下1、2连通，4、5连通；
• 常闭状态下2、3连通，5、6连通；

  下面我们来看一下原理图画法（引脚连通规律与物理外观对应）

六、制板文件获取

  最后给大家奉上平衡车转接板的制板文件，祝大家一切顺利！

链接：https://pan.baidu.com/s/1ATYMkfE8rbZlQawqcESlmA
提取码：bpl6
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