在国外，两轮载人平衡车早已被用于一些公共场合了。2008年北京奥运会现场也运用了两轮载人平衡车来工作，如今很多机场、火车站、汽车站等公共场所都运用了两轮载人平衡车。研究两轮平衡车小车有利于研究两轮载人平衡车。
本文将详细讨论基于IAP15F2K61S2单片机系统的两轮平衡车设计，这种设计在现代科技应用中具有重要的研究价值，特别是在公共交通和智能移动设备领域。两轮平衡车的广泛应用，从2008年北京奥运会的现场服务到现在的各类公共场所，证明了其在便捷性和效率方面的优势。
该平衡车的设计核心是IAP15F2K61S2单片机，这是一款1T的8051单片机，具备宽工作电压范围，内置复位电路和晶体振荡器，提供丰富的片上外围设备，如多通道捕获/比较单元、高速AD转换器、多个定时器/计数器、双串口以及ISP高速串行通信接口等。单片机的选择是系统稳定性和高效运行的关键。
在硬件结构上，平衡车主要包括以下几个部分：主控板、电源模块、传感器模块、测速模块和电机驱动模块。主控板采用IAP15F2K61S2单片机开发板，负责整个系统的控制和数据处理。传感器模块采用了MPU6050陀螺仪和加速度传感器，它们能够实时采集车辆的姿态信息，包括加速度和角速度，通过计算得出精确的角度数据。
测速模块由光电门传感器组成，用于检测电机的转速，提供车速信息。这些数据经过卡尔曼滤波和互补滤波算法的处理，确保信息的准确性和稳定性。电机驱动部分使用LM298N芯片，能够提供足够的功率驱动空心杯电机，空心杯电机因其高速响应特性，适用于快速动态调整的平衡车系统。
在软件层面，设计采用了PID（比例-积分-微分）控制算法，通过结合角度信息和速度信息，调整电机的PWM（脉宽调制）输出，以实现车辆的平衡和稳定。PID参数的调试可以通过ADC采集电位器的电压来进行。此外，外部中断0和1用于计数测速模块的脉冲，增强了系统的实时性能。
在结构设计上，平衡车底盘经过精确测量和CAD设计，使用Altium Designer软件绘制模型，并通过雕刻机制作。传感器模块和电池盒的布局考虑到了对称性和重心位置，以提高整体的平衡性。采用精简PID算法和卡尔曼滤波算法，使得系统控制更为精确可靠。
基于IAP15F2K61S2单片机的两轮平衡车设计充分体现了微控制器在智能车辆控制中的潜力，通过精确的传感器数据采集、高效的算法处理和可靠的硬件设计，实现了车辆的稳定直立和灵活移动。这样的设计不仅适用于研究，也为未来的两轮载人平衡车提供了技术基础。
