针对两轮自平衡车的多变量、非线性、本质不稳定、高耦合的运动控制特点，提出了利用STM32 控制两轮平衡车系统方案，通过相关控制算法来对其进行平衡控制。其主要由主控MCU 模块、姿态测量模块、蓝牙通讯模块、直流电机模块和电源模块组成。姿态测量模块将测量的数据传送给主控MCU 模块，通过卡尔曼滤波算法对采集的数据处理得到小车姿态信息，然后应用PID 算法进行处理，将处理的控制命令发送给直流电机的驱动模块，驱动模块直接控制直流电机的转速，产生向前或向后的加速度，来达到小车的自平衡。实验证明其工作性能良好，实现了其设计目标。