C语言实现带超声波避障的自平衡小车

资源摘要信息:"C语言基于PID算法的自平衡小车源代码+详细文档+Simulink仿真，平衡功能的基础上，加入了超声波避障、超声波跟随、蓝牙遥控" 在本项目中，我们开发了一个基于C语言的自平衡小车，其核心功能是利用PID算法实现自平衡控制，同时增加了一系列智能功能，包括超声波避障、超声波跟随以及蓝牙遥控。以下将详细介绍项目中涉及的关键技术和知识点。 ### 关键技术与知识点 #### 1. PID算法 PID（比例-积分-微分）控制是控制系统中常用的一种算法，用于根据系统误差进行反馈调节。在自平衡小车项目中，PID算法被应用于控制小车的平衡。具体来说，它通过调整电机的转速来修正小车的倾斜角度，以达到平衡状态。 #### 2. 自平衡小车原理 自平衡小车的原理是基于倒立摆模型。通过测量小车倾斜角度和角速度，利用PID算法计算出需要的电机力矩，从而调整电机的转速和方向，使小车维持或恢复平衡状态。 #### 3. 超声波避障与跟随 超声波传感器用于测量小车前方的距离。当小车运行时，超声波传感器不断检测前方障碍物的距离，并将数据反馈给控制核心板。如果检测到距离小于安全阈值，则启动避障模式，小车执行避障操作。在超声波跟随模式中，小车可以跟踪前方移动的目标。 #### 4. 蓝牙遥控 小车通过蓝牙模块与外部设备（如智能手机）连接，接收来自用户通过蓝牙遥控器发出的指令。通过这些指令，用户可以远程控制小车的启动、停止、转向等动作。 #### 5. 硬件组件 - **STM32F103C8T6**：作为控制核心板的主控芯片，负责处理所有传感器数据并执行PID算法，控制电机驱动。 - **MPU6050**：六轴运动跟踪设备，包含一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计，用于测量小车的倾斜角度和角速度。 - **TB6612电机驱动**：用于驱动两个直流电机，控制小车的前进、后退、转向等动作。 - **12To5V降压模块**：用于将12V电源适配到控制核心板所需的5V电压。 - **0.96寸OLED显示屏**：显示小车的状态信息，如电池电量、倾斜角度等。 #### 6. Simulink仿真 Simulink是Matlab中的一个图形化编程环境，用于模拟、分析和设计多域动态系统。在本项目中，Simulink用于仿真PID算法和卡尔曼滤波，验证算法的正确性和稳定性，确保在实际硬件上能够可靠地运行。 #### 7. 软件开发 - **C语言源代码**：用于编写自平衡小车的控制逻辑、PID算法实现、超声波数据处理、蓝牙通信等。 - **文档**：详细记录了项目的设计思路、硬件组装指南、软件安装与配置方法、使用说明等。 ### 文件内容结构 - **BalanceCar-master**：包含项目的主要文件和子文件夹。 - **源代码文件夹**：存放C语言源代码，可能包括主控制逻辑、PID算法实现、电机控制代码、传感器读取代码等。 - **Simulink文件夹**：包含用于仿真的Simulink模型文件，可以为开发者提供调试和验证算法的平台。 - **文档文件夹**：提供项目文档，包括设计说明、硬件组装指导、软件使用手册等。 综上所述，本项目涵盖了硬件设计与选择、软件编程、算法实现、以及仿真调试等多个方面，旨在提供一个完整的自平衡小车开发解决方案。通过本资源，开发者可以获取到自平衡小车的设计思路和实践经验，为自己的项目开发提供参考。