【正文】 （ 2） 元器件的布局是否均衡、排列整齊、是否已經(jīng)全部布完。最后，根據(jù)功能單元，對電路的全部元器件進行布局。大格點的精度有利于器件的對齊和布局的美觀。 ● 通過外加電平轉換器件，提供 RS23 RS48 RS422等接口。如果產生重復起始 S 條件而不產生停止條件，總線會一直處于忙的狀態(tài)此時的起始條件 S 和重復起始 S 條件在功能上是一樣的，符號 S 將作為一個通用的術語既表示起始條件又表示重復起始條件，除非有特別聲明的 S 如果連接到總線的器件合并了必要的接口硬件，那么用它們檢測起始和停止條件十分簡便，但是沒有這種接口的微控制器在每個時吉林建筑大學學士學位論文 18 鐘周期至少要采樣 SDA 線兩次來判別有沒有發(fā)生電平切換。8g與 177。 SPI通信協(xié)議時序圖如圖 36所示。 其中 30個 I/O口 引腳中， PIO0_21復用外接復位芯片引腳； PIO0_1 PIO0_20兩個引腳 復用 JLINK仿真調試 SWD模式下載的 SWCLK和 SWDIO引腳； PIO0_0~ PIO0_3為 SCT定時器產生 PWM引腳，同時也復用 ADC0通道引腳。 TXDRXDSW_CLKSW_DIOAGNDGNDNRF_LEDLED[0..4]SYS_RSTGAS_FlyYAW_FlyLEFT_FlyRIGHT_FlyPROWERNRF_CSNNRF_IRQNRF_MISONRF_MOSINRF_CENRF_SCKSDINSCLKLCD_DCLCD_CETUN[0..3]LEFT_RotateRIGHT_RotateBEEPLCD_RSTLCD_BLACKDesignator01. 最小系統(tǒng) .SchDocVIN_5VAGNDGNDDesignator02. 電源電路 .SchDoc12J1電池接口GNDAGNDGAS_FlyYAW_FlyRIGHT_FlyAGNDLEFT_FlyGNDPOWERDesignator 電路 .SchDocGNDGNDAGNDLED1RUN470R1VCC_5VLED[0..4] Designator 指示燈電路 .SchDocAGNDGNDRIGHT_RotateTUN[0..3]LEFT_RotateGNDDesignator05. 按鍵電路 .SchDocGNDSW_CLKSW_DIOSYS_RES10kR5GNDGNDGNDRXDTXDCH340_D+GNDCH340_DDesignator03. 串口下載電路 .SchDocGNDGND1VCC2CE3CSN4SCK5MOSI6MISO7IRQ8NRF24L01U2NRF24L0110kR210kR3D1Diode 1N41481kR4GND12AX1205F4, 有源BZ1LED[0..4]TUN[0..3]VCC1D2D+3GND5ID4U1USB_MICRO12345678P1LCD 接口S1SWDPDT12345P2JLINK 接口C1104Q1PNP 圖 31 遙控器硬件電路總圖 吉林建筑大學學士學位論文 10 飛行器總體電路設計 BA T +BA T DP 3 V 3AP 3 V 3D G N DA G N D電源 03 . P W R _ CA T 6 2 1 9 3 3 0 TD GT 3 . S ch D o cBA T +D G N DT X DR X DSW D _ CL KSW D _ IOPW M [ 0 .. 3 ]IN TI 2 C _ SCLI 2 C _ SD ADP 3 V 3AP 3 V 3A G N DL E D [ 0 .. 3 ]X T A L _ INX T A L _ OUTRST最小系統(tǒng) 01 . MP U _ L PC 1 5 4 9 . Sch D o cDP 3 V 3AP 3 V 3D G N DA G N DT X DRX DDP 3 V 3D G N DDP 3 V 3D G N DSW D _ CL KSW D _ IOBA T +M G N DPW M [ 0 .. 3 ]電機驅動 04 . PW M _ SI 2 3 0 2 . Sch D o cBA T +BA T DP 3 V 3IN TI 2 C _ SCLI 2 C _ SD AD G N D傳感器 05 . S E N S O R _ M P U 6 0 5 0 . Sch D o cDP 3 V 3BA T +AP 3 V 3A G N DDP 3 V 3D G N DL E D [ 0 .. 3 ]L E D 燈 06 . L E D _ RBG . Sch D o cDP 3 V 3D G N DD G N DP W M [ 0 .. 3 ]L E D [ 0 .. 3 ]BA T +BA T 12J 5電池接口12345J 7J L IN K 下載12J 6串口接口SY S _ RSTRSTX T A L _ INX T A L _ OUTDP 3 V 3D G N D復位與時鐘 02 . RST _ CL K _ CA T 8 1 1 . Sc h D o cSY S _ RSTDP 3 V 3D G N D 圖 32飛行器硬件電路總圖 飛行器硬件電路圖如圖 32 所示，由圖可知，飛行器硬件電路主要包括電源電路、 MCU最小系統(tǒng)電路、電機驅動電路、 MPU6050外設電路以及 LED指示燈電路。本設計采用 SI2302 N溝道型 MOS管，其具有低開啟電壓大電流并且價格便宜等優(yōu)點，電路設計也很簡單。遙控器通過采集蘑菇頭搖桿電位器 ADC 電壓值以及按鍵狀態(tài)發(fā)送給飛行器。 “Phantom”在英語里有幻影、精靈的意思，它優(yōu)雅的白色流線型外形也確實配得上精靈這個稱呼。之前一直被各種技術瓶頸限制住的多旋翼飛行器系統(tǒng)突然出現(xiàn)在人們視野中，大家驚奇地發(fā)現(xiàn)居然有這樣一種小巧、穩(wěn)定、可垂直起降、機械結構簡單的飛行器存在。在實際應用方面，以四軸飛行器為代表的小型無人機在執(zhí)行軍事任務時具有很大的優(yōu)勢。工業(yè)上可以用在安全巡檢，大型化工現(xiàn)場、高壓輸電線、水壩、大橋和地震后山區(qū)等人工不容易到達空間進行。同時，因為固定翼和直升機已經(jīng)很夠實際使用了， 所以沒有人愿意多花功夫去研究多旋翼飛行器這個棘手的問題。這一場充滿數(shù)學公式的演講居然大受歡迎，迄今已經(jīng)有三百多萬次觀看，是 TED成百上千個演講中瀏覽量最高的演講之一。 吉林建筑大學學士學位論文 4 本文主要研究內容 本設計主要包括遙控器的設計和飛行器的設計，遙控器是飛行器的遠程控制單元。 2. 電源模塊 電源模塊起著為系統(tǒng)充能量的作用，任何電子系統(tǒng)沒有了電源，系統(tǒng)肯定會癱瘓，所以電源起著至關重要的作用。 此時不需要 去 知道每個模塊 的內部 連接，知道模塊有哪些可用的 接口就可以。 主控單元電路設計 MCU 是系統(tǒng)的核心，從成本和性能以及掌握 32 位 ARM 芯片的熟練情況等各方面綜合考慮，本設計遙控器和飛行器均采用 NXP LPC1549 作為主控芯片，NXP LPC1549是恩智浦公司推出的低功耗、高集成、高性價比的 MCU芯片。 SPI 接口由 MOSI（串行數(shù)據(jù)輸入）， MISO（串行 數(shù)據(jù)輸出）， SCK（串行移位時鐘）， CS（從使能信號）四種信號構成， CS 決定了唯一的與主設備通信的從設備，如沒有 CS 信號，則只能存在一個從設備，主設備通過產生移位時鐘來發(fā)起通訊。250、 177。其他的特征包含內建的溫度感測器、包含在運作環(huán)境中僅有 177。100nA 結溫： 55℃ 150℃ 直流有刷電機驅動采用 此 MOS 管， 其特性曲線如圖 312 所示，由圖可知，它的開啟電壓為 1V， 當 Vgs=2V 時其最大的工作電流可以達到 4A， 完全能達到本次 設計要求； D2 反向二極管防止電機斷電之后繼續(xù)轉產生的電流擊穿 MOS管，起著保護 MOS管的作用； R12為單片機 I/O口的限流電阻； R14為下拉電阻，防止單片機上電之后 I/O口為高電平時電機轉動。 （ 2） CH340芯片支持 5V電源電壓或者 。 （ 3） 在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。元器件的布局到均衡，疏密有度，不能頭重腳輕。飛行器外形設計比較復雜，直接用 Altium Designer 09 軟件 無法達到 效果 ，要求飛行器外形 的四個電機 位置必須是關 于中心對稱 ，以免不對稱導致平衡 更加的 難 以 控制， 再考慮到這些因素之后， 設計采用 CAD專業(yè) 繪圖軟件繪制飛行器外 形 ，最終把繪制好的外框導入到 Altium Designer 09 軟件里面 PCB 設計的 keepoutplayer層作為外形切割， 如圖 31 315分別為遙控器和飛行器的 PCB圖。熱敏元器件應遠離發(fā)熱元器件。 （ 2） 以每個功能單元的核心元器件為中心，圍繞他來進行布局。一般情況下，時鐘信號由 CH340內置的反相器通過晶體穩(wěn)頻振蕩產生。 其電路原理圖如圖 311 所示。 5%。 MPU6050主要接口是兩個引腳，一個是 I2C數(shù)據(jù)線 SDA引腳，一個是 I2C時鐘線 SCL引腳。 CE1CSN2SCK3M O SI4MIS O5IRQ6VDD7VSS8XC29XC110VDD _ PA11ANT 112ANT 213V SS14VDD15IRFF16VSS17VDD18DVDD19VSS20U 110 nFC 21 nFC 31 0 0 pFC 122 pFC 822 pFC 92 . 2 pFC 64 . 7 pFC 71 . 5 pFC 4GND GNDV C CGNDV CCGND1 216 MY 1GND10 uHL 310 uHL 210 uHL 1GND1 . 0 pFC 5GNDGNDA N T E N N A22 KR 1GND1 MR 2CECSNSCKM O SIMIS OIR QV CC _ 3 . 3 V V CC圖 35 NRF24L01 無線通信模塊電路圖 無線網(wǎng)絡頻段屬于 ISM 頻段，它是全球范圍內被廣泛使用的超低輻射綠色環(huán)保頻段；具有 125 個通訊信道，因為 無線網(wǎng)絡通訊更通暢，多個通訊指令間不會相互干擾； 無線網(wǎng)格帶寬傳速率最高可以達到 108Mbps，因此它的傳輸速度很快；它的傳輸距離相對較遠（空曠地帶： 200m 有效傳輸距離），且不受傳輸方的影響，支持雙向通訊。 在本設計過程中，還把電源分為模擬和數(shù)字兩部分，分別通過磁珠來進行隔離，周圍的小電容同時也起著濾波的作用。 本次畢業(yè)設計所有硬件設計部分包括原理圖和 PCB 部分都是使用 Altium Designer Summer 09 來完成的。 飛行器M C U( L P C 1 5 4 9 )電源n R F 24 L 01無線模塊電機驅動電機慣性測量單元狀態(tài)指示 L E D電池電量監(jiān)控遙控器M C U( L P C 1 5 4 9 )電源n R F 24 L 01無線模塊狀態(tài)指示 L E D搖桿控制液晶顯示模塊蜂鳴器按鍵串口調試程序下載串口調試程序下載復位與時鐘 圖 21 系統(tǒng) 硬件 總體框圖 各部分功能作用 1. MCU控制中心 MCU是飛行器和遙控器的控制中心，是它們的大腦，主要功能是收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)并且做出指示。 ”你已經(jīng)看到人們的創(chuàng)意如何在一兩年之內被四旋翼點燃起來，更多的飛行器被制造出來，更多的想法也會被創(chuàng)造出來，這樣更大的市場也 會形成。在玩具這個尺寸上，多旋翼飛行器的優(yōu)勢就顯示出來了，同尺寸的固定翼基本飛不起來，而同尺寸的直升機因為機械結構復雜，根本沒法低成本地制作出穩(wěn)定的產品。那時欠缺的技術主要是慣性測量和控制器的缺陷，那時候的慣性導航系統(tǒng)一般是十幾公斤的大鐵疙瘩。能夠執(zhí)行禁飛區(qū)巡邏和近距離空中支持等特殊任務，可應對現(xiàn)代電子戰(zhàn)、實現(xiàn)通信中繼等現(xiàn)代戰(zhàn)爭模式。在民用與工業(yè)領域，四軸飛行器也具有廣泛的應用前景。 四旋翼飛行器是多旋翼飛行器中最簡單最流行的一種。