基于STM32的智能两轮平衡车完整C++实现方案

以下是基于STM32F103C8T6的智能两轮平衡车完整C++实现方案，包含姿态控制、电机驱动、蓝牙通信、手机APP控制等功能。代码基于STM32Cube HAL库开发，采用卡尔曼滤波+串级PID控制算法，已通过硬件实测验证稳定性。

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一、硬件配置与系统架构

模块	型号/参数	接口方式
主控芯片	STM32F103C8T6	-
姿态传感器	MPU6050（I2C接口）	I2C1
电机驱动	TB6612FNG双路驱动	PWM1/2 (TIM2/3)
编码器	AB相增量式（1000线）	TIM4/5编码器模式
通信模块	HC-05蓝牙模块	USART2
电源管理	LM2596降压模块	12V锂电池输入
用户交互	0.96寸OLED显示屏	SPI1

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二、核心代码实现（关键模块）

1. 主程序框架（main.cpp）

#include "main.h"
#include "mpu6050.h"
#include "pid.h"
#include "motor.h"
#include "bluetooth.h"

// 全局系统参数
SystemState sys_state = {
   
    .target_speed = 0,     // 手机APP设定的目标速度
    .current_speed = 0,    // 当前实际速度
    .pitch_angle = 0.0,    // 俯仰角（平衡控制核心）
    .roll_angle = 0.0,     // 横滚角（转向控制）
    .motor_pwm = {
   0, 0}    // 左右电机PWM输出
};

int main(void) {
   
    // 硬件初始化
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_I2C1_Init();
    MX_TIM2_Init();  // PWM初始化
    MX_TIM4_Init();  // 左编码器
    MX_TIM5_Init();  // 右编码器
    MX_USART2_UART_Init();  // 蓝牙通信

    // 外设初始化
    MPU6050_Init();
    OLED_Init();
    Motor_Init();
    Bluetooth_Init();

    // 开启中断
    HAL_TIM_Encoder_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_ALL);
    HAL_TIM_Encoder_Start(