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

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。
-
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

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。

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。

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.

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。

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