桂林电子科技大学信息科技学院- 电子工程系

  • 4 .数传电台及电调通讯
    • 4.1 电调板通讯(I2C核移植)
  • 5 .扩展组件
    • 5.1空投系统(PPM波形发生)
    • 5.2视频传输与头部传感器


转自:
四轴飞行器及其UAV飞控系统 - 桂林电子科技大学信息科技学院 电子工程系

嗯 ,这篇论文看样子飞控什么电路都是自己搭建的,觉得有比较大的参考意义吧,现在基本上是往底层这边靠近了

在这里插入图片描述

4 .数传电台及电调通讯

4.1 电调板通讯(I2C核移植)

主控板与电调板通讯采用I2C协议,i2c协议是一种简单的多主从半双工通讯协议,硬件上只 需要两根线,便可连接主控端和四只电机驱动,在标准模式下通讯速率为100kbps,快速模式通 讯速率更是高达400kbps,完全可以满足电调板的控制需要。这里我们采用了标准模式。 电调板的控制单片机内置了i2c (twi) 总线控制器,只需在程序中操作相应寄存器组,即可产生符 合I2c标准的通讯时序。而网络上很容易获得基于Wishbone总线的开源IP核,因此我们只需要将其 转换为符合Aval。一 MM总线标准的IP核,并通过到定制IP加入到我们的SOPC系统,即可轻易 实现二者的通讯,SOPC这一可按需定制外围的特性,无疑大大提高了整个系统的灵活性,也减少了工程人员的重复性劳动,这是采用SOPC系统的一又大优势。

下面介绍一下我们定制的专用数据帧格式。考虑到电调的工作环境,各种干扰比较严重,为
保证数据的正确传输,我们制定了一套数据帧格式,
其中

  • S表示开始信号,

  • SLA表示从机地址,

  • W表示写,R表示读,

  • DATA表示数据

  • ACK表示应答信号

  • NACK表示无应答信号

  • P表示停止。
    -在这里插入图片描述
    加入反码的发送,并供接收端校验二者按位与和按位或的结果是否是全1和全0 ,就可以知道
    数据是否被干扰而出错。而校验的结果,可以在下一个读取过程中,发送给主控板,这样收发端
    就都可以了解出错情况,从而进行下一步的处理
    在这里插入图片描述
    主控板与遥控器和上位机通讯是采用无线UART模块实现的,其无线传输过程对外部透明,主
    控部分只需要把它当成普通UART端口进行通讯即可,不过由于原理限制,无线UART不能实现普
    通UART一样的全双工通讯,因此数据上行过程全部由上位机发起以避免堵塞通讯通道,下行数据

  • 以0x00-0x1®为帧头和帧尾,供主控识别数据帧类别并检验内容是否正确

5 .扩展组件

5.1空投系统(PPM波形发生)

空投系统由一个舵机控制释放和锁紧空投挂钩,因此空投系统控制就是舵机控制。对于模型
用模拟舵机来说,其控制信号是频率为50Hz,占空比范围5%-10%的PPM信号,因此只需要用 HDL写一个带有的PWM功能的,同时可并行接收NIOSII核指令来调整占空比的分频器即可。
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5.2视频传输与头部传感器

作为一种稳定的飞行平台,四轴飞行器可以搭载视频传输系统向上位机或操纵者传输高质量
的实时视频。
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对于视频显示我们提供了两种方案:
1:使用上位机软件的视频接收窗口查看。 (已在演示光盘中演示)
2:使用视频眼镜,以第一人称观看.
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  • 当使用方式1时,只需将图传系统的A/V输出端接入视频采集卡,便可作为标准USB视频输入
    设备被上位机软件识别并显示出来。
  • 当使用方式2时,可追加头部传感器模块,实现摄像头随操控者头部移动而移动,达到虚拟驾驶舱
    的效果I 为虽现以上效果,头部传感器需要捕捉控制者头部两轴的动作一水平旋转和俯仰,因此拟
    采用上文介绍的磁阻传感器和加速度传感器组合,通过磁阻传感器读取地磁场信息判断用户头部
    水平朝向的变化,通过加速度传感器读取俯仰的变化,再通过遥控器采集,无线串口模块发送至
    飞行器,最终采用空投部分使用的舵机驱动逻辑,驱动扩展接口上的两路舵机即可控制摄像头云
    台跟随操控着头部运动。
    在这里插入图片描述