要制作一个编程平衡小车，你需要掌握以下关键步骤和组件：
1. 硬件准备
电机：选择合适的直流电机，例如带有编码器的TB6612FNG或STM32F103ZET6芯片支持的电机。
电机驱动电路：可以使用大鱼电子等厂商提供的电机驱动模块。
传感器：例如MPU6050姿态传感器，用于检测小车的姿态和角度。
最小系统板：如STM32F103ZET6芯片的最小系统板。
电池：3S航模电池，为小车提供动力。
2. 软件环境搭建
IDE：如Keil MDK或IAR Embedded Workbench。
软件：STM32CubeMX，用于生成HAL库代码和配置外设。
3. 代码编写
3.1 前期准备
配置定时器：使用定时器生成PWM波来控制电机。
配置编码器：读取电机的真实速度，用于PID控制。
配置传感器：设置传感器参数，如采样率和滤波算法。
3.2 代码实现
PWM生成：编写代码生成两路PWM波，控制电机的速度和方向。
PID控制：实现直立环、速度环和转向环的PID控制算法。
传感器数据处理：处理来自传感器的数据，更新PID控制器的输入。
3.3 调试与优化
调试：通过调试工具检查代码运行情况，确保电机和传感器正常工作。
优化：调整PID参数，优化小车的稳定性和响应速度。
4. 示例代码
main.h
```c
define AIN2_Pin GPIO_PIN_12
define AIN2_GPIO_Port GPIOB
define AIN1_Pin GPIO_PIN_13
define AIN1_GPIO_Port GPIOB
define BIN2_Pin GPIO_PIN_14
define BIN2_GPIO_Port GPIOB
define BIN1_Pin GPIO_PIN_15
define BIN1_GPIO_Port GPIOB
```
main.c
```c
include "main.h"
include "stm32f1xx_hal.h"
TIM_HandleTypeDef htim1；
void SystemClock_Config（void）；
void PWM_Init_TIM2（u16 psc, u16 arr）；
int main（void）
{
HAL_Init（）；
SystemClock_Config（）；
PWM_Init_TIM2（1000, 60000）； // 设置PWM频率为10Hz，占空比为60%
while （1）
{
// 主循环，处理传感器数据和PID控制
}
}
void SystemClock_Config（void）
{
// 配置系统时钟
}
void PWM_Init_TIM2（u16 psc, u16 arr）
{
TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0}；
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}；
htim1.Instance = TIM1；
htim1.Init.Prescaler = psc；
htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP；
htim1.Init.Period = arr；
htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1；
htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE；
if （HAL_TIM_PWM_Init（&htim1） != HAL_OK）
{
// 初始化失败处理
}
// 启动PWM
HAL_TIM_PWM_Start（&htim1, TIM_CHANNEL_1）；
}
```
5. 调试与测试
调试：使用调试工具检查代码运行情况，确保电机和传感器正常工作。
测试：在不同环境下测试小车，调整PID参数，优化小车的稳定性和响应速度。
通过以上步骤，你可以完成一个基本的编程平衡小车的制作。如果需要更复杂的控制算法或优化，可以参考相关开源项目和文献，进行更深入的研究和实践。