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智能小車系統設計--基於GD32的平衡小車控制演算法與系統設計(戰略性新興領域十四五高等教育教材)/卓越工程師培養系列

  • 作者：編者:董磊//郭文波//陳行|責編:張小樂
  • 出版社：電子工業
  • ISBN：9787121519802
  • 出版日期：2025/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：219
人民幣：RMB 55 元      售價：元
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內容大鋼
    本書配套的平衡小車基於GD32F303VET6晶元設計，本書結合實常式序介紹微控制器的相關片上外設和平衡小車的各個外圍模塊驅動電路，並詳細闡述FOC三環控制系統、姿態感測器模塊及平衡小車的控制演算法。
    本書從平衡小車的硬體電路模塊開始介紹，再到基準工程、蜂鳴器、旋轉編碼器、LCD模塊等外設的應用，逐步向讀者展示平衡小車的基本框架，然後深入分析伺服系統理論，從開環到閉環，層層遞進。每章內容都包含理論和實踐部分，呈現了平衡小車系統的完整實現過程。全書程序代碼的編寫規範均遵循《C語言軟體設計規範（LY-STD001—2019）》，以便讀者將程序思想應用在實際項目和產品中。
    本書既可以作為高等院校電子信息、自動化等專業相關課程的本科生教材，也可以作為廣大電子設計愛好者的實踐參考書和項目指導書。
作者介紹
編者:董磊//郭文波//陳行|責編:張小樂
目錄
第1章  平衡小車簡介
  1.1  為什麼選擇平衡小車
  1.2  為什麼選擇GD32
  1.3  GD32F3系列晶元介紹
  1.4  平衡小車系統簡介
  本章任務
  本章習題
第2章  平衡小車硬體電路設計
  2.1  電源電路
    2.1.1  12V開關電路
    2.1.2  12V轉5V電路
    2.1.3  5V轉3.3V電路
    2.1.4  電池電壓檢測電路
  2.2  GD32微控制器電路
    2.2.1  GD32微控制器
    2.2.2  通信-下載模塊電路
    2.2.3  晶振電路
    2.2.4  SWD調試介面電路
  2.3  功能模塊電路
    2.3.1  藍牙模塊電路
    2.3.2  姿態感測器模塊電路
    2.3.3  LCD模塊電路
    2.3.4  旋轉編碼器電路
    2.3.5  蜂鳴器電路
    2.3.6  LED電路
  2.4  電機控制電路
    2.4.1  MOS晶體管驅動電路
    2.4.2  電機驅動模塊電路
    2.4.3  電流採樣模塊電路
    2.4.4  編碼器介面電路
  本章任務
  本章習題
第3章  F303基準工程
  3.1  串口通信原理
    3.1.1  串口通信協議
    3.1.2  串口模塊驅動設計
  3.2  電池狀態檢測原理
    3.2.1  ADC功能框圖
    3.2.2  ADC時鐘及轉換時間
    3.2.3  電池電壓檢測電路原理圖
  3.3  實例與代碼解析
    3.3.1  UART0文件對
    3.3.2  Battery文件對
    3.3.3  Main.c文件
    3.3.4  運行結果
  本章任務
  本章習題
第4章  蜂鳴器控制
  4.1  蜂鳴器電路原理圖
  4.2  PWM控制原理

    4.2.1  PWM介紹
    4.2.2  無源蜂鳴器驅動
  4.3  實例與代碼解析
    4.3.1  BEEP文件對
    4.3.2  Main.c文件
    4.3.3  運行結果
  本章任務
  本章習題
第5章  旋轉編碼器
  5.1  旋轉編碼器原理
    5.1.1  旋轉編碼器介紹
    5.1.2  旋轉編碼器電路原理圖
    5.1.3  旋轉編碼器工作原理
    5.1.4  旋轉編碼器檢測方法
  5.2  實例與代碼解析
    5.2.1  KEY文件對
    5.2.2  BEEP.c文件
    5.2.3  Main.c文件
    5.2.4  運行結果
  本章任務
  本章習題
第6章  LCD模塊
  6.1  LCD顯示原理
    6.1.1  LCD模塊結構
    6.1.2  ST7735S控制晶元
    6.1.3  ST7735S控制指令
    6.1.4  LCD模塊的驅動流程
  6.2  實例與代碼解析
    6.2.1  SPI文件對
    6.2.2  LCD相關文件
    6.2.3  Main.c文件
    6.2.4  運行結果
  本章任務
  本章習題
第7章  磁編碼器角度檢測
  7.1  磁編碼器原理
    7.1.1  磁編碼器介紹
    7.1.2  磁編碼器電路原理圖
    7.1.3  磁編碼器工作原理
    7.1.4  磁編碼器數據讀取流程
  7.2  實例與代碼解析
    7.2.1  Encoder文件對
    7.2.2  GUIApp文件對
    7.2.3  Main.c文件
    7.2.4  運行結果
  本章任務
  本章習題
第8章  FOC開環力矩控制
  8.1  永磁同步伺服系統的基本原理
    8.1.1  永磁同步伺服系統的特點

    8.1.2  永磁同步電機結構及基本控制方法
    8.1.3  永磁同步電機數學建模分析
  8.2  FOC閉環力矩控制原理
    8.2.1  三相逆變電路設計
    8.2.2  空間矢量脈寬調製（SVPWM）
    8.2.3  電壓開環控制系統搭建
  8.3  實例與代碼解析
    8.3.1  PWM文件對
    8.3.2  FOC文件對
    8.3.3  Motor1Control文件對
    8.3.4  Timer.c文件
    8.3.5  運行結果
  本章任務
  本章習題
第9章  FOC速度閉環控制
  9.1  PID控制原理
  9.2  速度閉環控制系統搭建
  9.3  調試系統建立
  9.4  實例與代碼解析
    9.4.1  PID文件對
    9.4.2  FOC文件對
    9.4.3  Filter文件對
    9.4.4  Motor1Control文件對
    9.4.5  Command文件對
    9.4.6  調試步驟
  本章任務
  本章習題
第10章  三相電流採樣與FOC電流閉環控制
  10.1  電流採樣原理
  10.2  採樣觸發控制原理
    10.2.1  永磁同步電機的數學模型
    10.2.2  永磁同步電機控制方法
  10.3  電流閉環控制系統搭建
  10.4  實例與代碼解析
    10.4.1  PWM.c文件
    10.4.2  ADC文件對
    10.4.3  Motor1Control文件對
    10.4.4  Command文件對
    10.4.5  調試步驟
  本章任務
  本章習題
第11章  姿態感測器MPU
  11.1  MPU6500工作原理
    11.1.1  陀螺儀與加速度計
    11.1.2  MPU6500簡介
    11.1.3  MPU6500寄存器
  11.2  卡爾曼濾波
  11.3  實例與代碼解析
    11.3.1  MPU6500文件對
    11.3.2  Filter文件對

    11.3.3  Balance文件對
    11.3.4  運行結果
  本章任務
  本章習題
第12章  平衡小車直立控制
  12.1  直立控制原理
    12.1.1  直立環
    12.1.2  速度環
    12.1.3  轉向環
  12.2  直立控制系統搭建
  12.3  藍牙通信
    12.3.1  XY-MBA32A模塊
    12.3.2  AT指令
  12.4  實例與代碼解析
    12.4.1  Balance文件對
    12.4.2  PID文件對
    12.4.3  Bluetooth文件對
    12.4.4  Timer文件對
    12.4.5  Main文件對
    12.4.6  運行結果
  本章任務
  本章習題
參考文獻

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