前段時間受邀去兒子幼兒園體驗小朋友在學校的生活，期間老師讓每個家長向小朋友介紹自己的職業，我上去簡單說了我是一名研發工程師；回家后兒子一直問我研發工程師是做什么的？我回答說就是設計電路圖，畫電路板，寫程序代碼。結果他更加好奇了，我于是決定利用周末在家時間做一個兩輪平衡玩具小車，全程讓小孩觀看，一方面是讓他了解爸爸的工作，另一方面也是想培養小孩的興趣和動手能力。

事情決定了之后就是開始著手設計方案，我自己工作是做電力電子的；接觸比較多的是DSP系列的控制器，兩輪平衡車需要的控制資源并不復雜，主控芯片就選用了F28035；

平衡車初步設計功能如下：1、車子可以直立運行；2、能夠檢測到障礙物避障；3、能夠巡黑線自動導航；4、能夠手機或者電腦遙控車子；

為了車子能夠直立運行，查了相關資料需要用到陀螺儀，網上推薦用的最多是MPU-6050，電路設計如下：

為了車子能夠檢測到障礙物避障，查了相關資料需要用到的是超聲波模塊，網上推薦用的HC-SR04，淘寶上3塊多一個，直接買來用。

為了車子能夠巡黑線自動導航，主流的有紅外方案和激光方案，為了更好的巡線，最終選擇了激光方案；考慮到成本以及最少占用IO資源口，選用一個16選1的多路開關芯片CD4067BMT/TR，多路開關輸出后端接ULN2803A進行電流放大，驅動8路激光，激光信號的接收采用兩個接收器，每個接收器負責接收4個激光信號，原理圖如下：

系統供電電源，輸入是12V的鋰電池，系統需要用到的電源為12V電機驅動、5V芯片供電3.3V控制芯片供電；電路設計如下：

兩路電機驅動，電機買的是自帶測速模塊的12V減速電機，驅動芯片選用TB6612FNG，電路設計如下：

為了調試測試方便，選用一個0.96寸OLED用來顯示相關信息，電路接口如下：

為了連接手機或者電腦遙控，選用藍牙或者2.4G無線模塊，電路接口如下：

所有的模塊最終都是由F28035主控芯片調度的，主控原理圖如下：

將上述所有電路整合，分成兩塊板，激光巡線模塊單獨一塊板，其他電路都集成到主控板上；

激光板

F28035主控板