【正文】 ........ 8 基于 STM32 的飛控主板的電路設(shè)計(jì) ................................................................... 9 電源模塊的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 9 FLASH 模塊的設(shè)計(jì) .............................................................................................. 10 接收機(jī)輸入 PWM 的設(shè)計(jì) .................................................................................... 10 控制電機(jī) PWM 輸出信號(hào)的設(shè)計(jì) ........................................................................ 10 JTAG 編程接口的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 11 USB 接口的設(shè)計(jì) .................................................................................................. 11 MPU6000 電路的設(shè)計(jì) .......................................................................................... 12 電池電量檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) ................................................................................... 12 指示燈的設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 13 主控電路 PCB 板的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 13 4 基于 STM32 的 uC/OSII 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................. 13 系統(tǒng)軟件編譯環(huán)境的介紹與配置 ....................................................................... 13 uC/OSII 系統(tǒng)的移植 ........................................................................................... 15 STM32 整體配置 .................................................................................................. 15 輸入 /輸出管腳的配置 .......................................................................................... 16 串口的配置 ........................................................................................................... 16 定時(shí)器輸出 PWM 的配置 .................................................................................... 17 SPI 接口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) ........................................................................................ 18 uC/OSII 系統(tǒng)的任務(wù)劃分 ................................................................................... 19 5 四旋翼機(jī)的姿態(tài)控制程序設(shè)計(jì) ......................................................................................... 19 姿態(tài)采集和解算的程序設(shè)計(jì) ............................................................................... 19 姿態(tài)信息的采集程序設(shè)計(jì) ................................................................................... 19 姿態(tài)信息的解算程序設(shè)計(jì) ................................................................................... 23 姿態(tài)控制的程序設(shè)計(jì) ........................................................................................... 23 姿態(tài)控制的流程 ................................................................................................... 23 姿態(tài)的 PID 控制程序設(shè)計(jì) ................................................................................... 24 姿態(tài)比例控制程序設(shè)計(jì) ....................................................................................... 25 姿態(tài)積分控制程序設(shè)計(jì) ....................................................................................... 25 姿態(tài)微分控制程序設(shè)計(jì) ....................................................................................... 25 姿態(tài)的控制機(jī)制 ................................................................................................... 26 6 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................................................................................. 26 系統(tǒng)的硬件調(diào)試 ................................................................................................... 26 軟件調(diào)試 ............................................................................................................... 28 總體測(cè)試結(jié)果 ....................................................................................................... 30 7 設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................................................................................................. 35 致謝 ............................................................................................................................................ 36 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 37 附錄 1 和 添加的程序清單 .................................................................................... 38 附錄 2 SPI 的寫(xiě)指令程序清單 .............................................................................................. 38 附錄 3 SPI 的讀指令程序清單 ................................................................................................. 39 附錄 4 姿態(tài)控制的 PID 程序清單 ........................................................................................... 39 附錄 5 飛控板的原理圖 ........................................................................................................... 41 附錄 6 飛控板的 PCB............................................................................................................... 42 附錄 7 飛控板的實(shí)物圖 ........................................................................................................... 42 附錄 8 組裝好的四翼飛行器實(shí)物圖 ....................................................................................... 43 基于 ARM CORTEX 處理器的四旋翼機(jī)的姿態(tài)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 摘 要 本文 采用 一種基于 ARM CORTEX 處理器的 uC/OSII 實(shí)時(shí)操作 的 四旋翼機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng)，分析了飛控系統(tǒng)的要求和性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)了四旋翼機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)的整體框架 ，包括 電源模塊、flash 模塊、輸入和輸出 PWM、 JTAG和 USB模塊、姿態(tài)采集模塊、電池電量的檢測(cè)設(shè)計(jì)等；軟件的總體設(shè)計(jì)，包括 系統(tǒng)的移植， 姿態(tài)信息的采集，四元數(shù)的轉(zhuǎn)換， 軟件的流程等； 對(duì) uC/OSII 進(jìn)行任務(wù)劃分與優(yōu)先級(jí)的規(guī)劃，將系統(tǒng)分成了 以下 任務(wù)： 姿態(tài)解算和控制任務(wù) 、 數(shù)據(jù)采集 (A/D)任務(wù) 、 遙控任務(wù) 、 LED指示 任務(wù)、電壓檢測(cè)和警報(bào)任務(wù) 等。 關(guān)鍵詞 : 四旋翼 機(jī) 、 uC/OSII、姿態(tài)控制 、 ARM ABSTRACT This paper presents uC/OSII realtime operating system based on ARM CORTEX processor for four rotorcraft attitude control system, analyzed the requirements and performance indicators of the flight control system, designed four rotorcraft attitude control system hardware configuration overall framew