文章目錄
- 前言
- 硬體設計
- 軟體設計
- 再回首
前言
前幾天在朋友圈看到面包闆社群的小編發了個**曬闆子的活動**，作為面包闆社群的活躍使用者，這個活動必須要參加一下！
說起分享自己畫的闆子，我首先想到的就是人生中設計的第一塊PCB闆子：基于STM32+MPU6050的兩輪自平衡小車主要闆，也是幾年前讀大學時的畢業設計。
思緒轉到5年前，2017年的夏天，大三的暑假還沒有結束，我就一人坐上了開往北京的列車，沒想到，這一去，就是5年！
實習的工作不算複雜，樣闆焊接、樣機調試，也會畫一些簡單的小闆子。因為自己是雙非普通大學出身，也深知自己的不足，平時白天幹活，晚上回去就學習PCB，單片機開發。實習了有半年的時間，到了大四下學期，回校準備畢業設計，由于有了一些實習經曆，畢業設計做起來就比較簡單了。
主要闆是自己設計的，小車底盤（輪胎+電機+編碼器）和锂電池是購買的成品。
PCB闆焊接、硬體調試、軟體設計、調參，畢業論文，查重，答辯，一切都比較順利！記得當時答辯現場，可能是因為我是獨立設計、調試的，答辯老師們對我的設計很感興趣，整個答辯過程都是在和老師們愉快的溝通中進行的！最終，我的畢業設計被所在的學院所收藏，畢業設計所花費的費用也找學校報帳了，畢業設計也被評為了優秀！
哈哈，居然還能找到當時在某PCB闆廠下的訂單，含運費一共90元，現在都是免費了吧！
和主題無關的話說的有點多了，下面來詳細介紹一下我當時畫的這塊處女闆！
硬體設計
硬體電路主要包括以下幾部分：
- STM32F103RET6，最小系統電路
- TB6612兩路直流電機驅動，電機編碼器檢測
- 通過分壓電阻方式實作的锂電池電壓ADC檢測
- 通過MOS管實作的锂電池防過放，欠壓保護電路
- 闆載MPU6050陀螺儀，用于擷取實時姿态資訊
- 一路紅外接收頭，預留OLED顯示接口，闆載HC-05藍牙子產品
- 一路複位按鍵，一路使用者按鍵、兩路使用者LED
- 預留SWD、序列槽、BOOT配置接口
硬體電路設計上的考慮不周到，電機AB相編碼器連接配接到了STM32的普通IO管腳， 而不是定時器的編碼器管腳，是以軟體控制效果不是太理想，哈哈，也可能是自己沒調好參數！
軟體設計
軟體設計上，僅僅實作了直立環，即平衡車直立效果，沒有實作速度環轉向控制，也沒有實作紅外、藍牙的遙控。
是以軟體方面的工作也比較簡單：
- STM32基本外設驅動，GPIO、UART、TIMER、ADC、DMA、中斷等等。
- MPU6050姿态擷取，使用官方DMP庫
- PID控制算法實作，直立環，參數的整定
- 異常姿态檢測算法，小車倒地後刹車，防止堵轉造成電機和晶片燒壞。
再回首
現在，再回看自己當時設計的那塊闆子，發現還是有很多不足之處的：
- 控制軟體方面不完美，僅僅實作了直立環，沒有實作速度環、紅外藍牙遙控等。
- PCB布局布線不合理，導緻過孔太多，走線比較混亂。
- 藍牙子產品射頻天線部分沒有預留淨空區，可能會導緻信号很弱。
- 沒有在靠近電機驅動晶片的位置添加儲能電容，導緻燒了幾次驅動晶片，後來加上才好點。
- 電機編碼器管腳沒有配置設定到定時器的編碼器接口，隻能通過GPIO中斷方式測速，導緻後續軟體調起來比較費勁
如今，我已經畢業四年，工作時間算是五年。畢業設計的空闆我還保留至今，剩下的都是回憶！
雖然時過多年，當時所學的專業也已經停止招生了，而我也不做單片機開發了，轉向了另一種可程式設計器件FPGA的開發，但是當看到單片機相關的技術文章還是會仔細的研讀一下。
富芮坤FR8016H開發闆+ESP8266實作疫情監控
uFUN開發闆+自己畫的PCIe擴充闆實作的聯網時鐘
血的教訓，Mini PCIe闆子的厚度1.0mm即可，錫手指切掉了一部分才剛好能插進去。
看起來還挺精緻的