1. 平衡小车系统级功能全景解析
平衡小车并非单一功能的机电装置，而是一个融合姿态感知、实时控制、人机交互与多模态运动策略的嵌入式系统。其核心价值不在于实现“直立不倒”这一表象，而在于构建一个可扩展、可配置、可验证的闭环控制系统工程范式。本节将剥离演示视频中的操作话术，从嵌入式工程师视角出发，系统性解构该平台所承载的技术要素、设计约束与工程实现逻辑。
1.1 硬件平台基础架构
项目采用STM32F4系列MCU作为主控制器，该选择并非偶然。F4系列基于ARM Cortex-M4内核，具备单周期DSP指令与浮点运算单元（FPU），这对实时执行PID控制算法、处理六轴IMU数据至关重要。系统外设资源分配体现典型平衡车需求：
-传感器子系统：MPU6050（或类似型号）通过I²C总线接入，提供三轴加速度计与三轴陀螺仪原始数据；
-执行器子系统：双路直流电机经H桥驱动芯片（如L298N或TB6612FNG）连接，由TIM1/TIM8等高级定时器生成互补PWM波形；
-人机交互子系统：0.96英寸OLED显示屏（SSD1306驱动）用于本地状态显示，独立按键矩阵（中键、左键、右键）构成物理输入通道；
-无线通信子系统：ESP32-WROOM-32模块以UART透传方式接入主控，承担WiFi/蓝牙协议栈卸载任务，避免在STM32端实现复杂网络协议；
-电源管理子系统：双电池供电架构——7.4V锂电池驱动电机，3.3V LDO为MCU及传感器供电，电压检测电路
