课程名称：电子工艺实习
实验名称：两轮平衡智能小车组装与调试
姓 名
学 院 电子工程学院
专 业
班 级
学 号
2021
年 9 月 12 日
实习总结
一、 实习任务要求
1. 完成一块练习板的焊接；
2. 两人一组完成智能平衡车的焊接、组装、编程调试及外观设计等
工作，要求小车能够实现自动平衡、前进、停车、后退、左转、右转
等功能，并且能够结合超声波测距模块 HC-SR04 完成避障等功能。
二、 设计思路
2.1 硬件部分
安装小车所需硬件如下：
平衡车主板
单片机核心板
ST-Link 下载板 电机驱动板
MPU6050 传感器板 电池主板
超声波测距模块 HC-SR04
硬件部分的主要工作是焊接，经过暑假期间全国大学生电子设计
大赛的培训工作，我已经对烙铁的使用较为熟悉。但为进一步提高焊
接水平，我对此次焊接练习仍格外小心。
在此次焊接练习及小车硬件焊接中，我学习到了以下焊接技巧：
1）焊接前，应将元件的引线截去多余部分后挂锡。若元件表面被氧
化不易挂锡，应使用细砂纸或小刀将引线表面清理干净，用烙铁头沾
适量松香芯焊锡给引线挂锡；
2）焊接时，把挂好锡的元件引线置于待焊接位置，用沾有适量锡的
烙铁头在焊接部位停留 3 秒钟左右，待电烙铁拿走后，焊接处形成一
个光滑的焊点；
3）焊接完后，要仔细观察焊点形状和外表。焊点应呈半球状且高度
略小于半径，不应该太鼓或者太扁，外表应该光滑均匀，没有明显的
气孔或凹陷，否则都容易造成虚焊或者假焊。在一个焊点同时焊接几
个元件的引线时，更加要注意焊点的质量；
4）靠增加接触面积来加快传热加热时，应该让焊件上需要焊锡浸润
的各部分均匀受热，而不是仅仅加热焊件的一部分，更不要采用烙铁
对焊件增加压力的办法。
2.2 软件部分
本次实习的软件部分的核心在于 PID 算法，故此处对其进行简要
介绍：
PID 控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元（ Proportional）、
积分单元（Integral）和微分单元（Derivative）组成。可以通过调整
这三个单元的增益 K
p
,K
i
和 K
d
来调定其特性。PID 控制器主要适用于基
本上线性、且动态特性不随时间变化的系统。
PID 以它的三种纠正算法而命名。受控变数是三种算法（比例、
积分、微分）相加后的结果，即为其输出，其输入为误差值（设定值
减去测量值后的结果）或是由误差值衍生的信号。若定义为 u(t)控制
输出，PID 算法可以用下式表示：
其中，
K
p
：比例增益，是调适参数；
K
i
：积分增益，也是调适参数；
K
d
：微分增益，也是调适参数；
e：误差 = 设定值（SP）- 回授值（PV）；
t：目前时间；
τ：积分变数，数值从 0 到目前时间 t。
用更专业的话来讲，PID 控制器可以视为是频域系统的滤波器。
在计算控制器最终是否会达到稳定结果时，此性质很有用。如果数值
挑选不当，控制系统的输入值会反复振荡，这导致系统可能永远无法
达到预设值。
PID 控制器的一般转移函数是：
其中 C 是一个取决于系统带宽的常数。
三、 实现过程
3.1 小车焊接与组装
凭借之前的焊接经验及练习板的焊接，本小组小车的焊接整体较
为顺利，但在焊接过程中仍需注意以下几点：
1）不要长时间让烙铁接触电路板，否则很容易损坏电路板；
2）注意避免虚焊的情况出现；
在小车安装过程中，需要注意以下几点：
1）电池的正反要装对，否则可能损坏电池板；
2）在小车安装完成前不要安装电池；
3）电机方向安装要正确，同时磁环要紧贴住设计结构；
3.2 平衡功能实现
为 实现平衡功能，首先在 函数
MotoCtrlInit()
中 将 变量
g_DistanceSet
初始化为 0，并对左右脉冲值、叠加脉冲值等进行初始
化：
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