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無人機飛行控制器電路設計攻略

作者: 時間:2015-03-19 來源:網絡 收藏

  本文以嵌入式芯片為核心,設計了某型無人機的飛行控制器,詳細介紹了系統(tǒng)的硬件結構和相應的軟件流程,并給出了仿真實驗結果。公司的基于AMD Elan SC520處理器的微控制模塊,具有高可靠性、結構緊湊以及低功耗等特點,它同時具有功能強大的調試軟件。的主要參數(shù)指標如下:

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/271263.htm

  (1)CPU為32位AMD Elan SC520,主頻為133MHz;(2)具有高性能的浮點運算單元,支持正弦、正切、對數(shù)等復雜運算,非常適合需要復雜運算的應用。(3)配置512KB的SRAM,512KB的Flash,114字節(jié)內部RAM;(4)支持15個外部中斷。共有7個定時器,包括一個可編程內部定時器,提供3個16位內部定時器和3個16位GP定時器,再加上一個軟件定時器。這些定時器支持外部事件的計時和計數(shù)。軟件定時器提供微秒級的硬件時間基準。

  

 

  圖1 飛行控制器硬件結構圖

  (5)提供32路可編程I/O,2個UART.共有19路12位A/D輸入,包括11路ADC串行輸入和8路并行ADC,轉換頻率為300kHz;6路D/A輸出,包括2個串行輸出DAC和4個輸出并行12位DAC,轉換頻率為200kHz.

  (6)工作溫度為-40℃~80℃,尺寸為91.4mm×58.4mm×7.6mm.

  飛行控制器硬件設計

  該型無人機是為海軍野戰(zhàn)部隊提供通訊中繼用途的中型輪式無人機,其飛行控制器是一個單獨裝箱的小型航空機載電子設備,由DC/DC直流電源變換板、計算機主機板、模擬量通道板、開關量通道板和舵機控制板組成,全部模板通過母板上的總線方式連接,以減小尺寸,提高集成度。飛行控制器硬件結構如圖1所示

  下面詳細介紹飛行控制器的數(shù)據采集、信息傳輸、控制量輸出等問題。

  (1)串口擴展

  由圖1可知,該飛行控制器需要與GPS、磁航向計和無線電高度表等進行通訊,共需5個串口。而586-Engine主板只提供2個串口,分別供地面檢測和測控電臺使用,因此需要進行串口擴展。串口擴展電路如圖2所示。

  

 

  圖2 串口擴展電路

  串口擴展電路中采用TL16C754四通道UART并-串轉換器件,將8位并行數(shù)據轉換成4路串行輸出,外加MAX202和MAX489電平轉換芯片,擴展了2個RS232串口和2個RS422串口,可滿足飛行控制器的硬件需求。

  (2)D/A轉換

  此型無人機采用模擬舵機,共需6路D/A通道產生PWM信號來驅動舵機。586-Engine主板總共提供8路D/A,其中4路12位并行D /A(DA7625)分別控制升降舵機、左右副翼舵機和方向舵機,2路12位串行D/A(LTC1446)控制前輪舵機和油門舵機。由于DA7625的輸出電壓范圍為0~2.5V,LTC1446輸出電壓范圍為0~4.096V,而舵機工作電壓為-10~10V,因此需要對信號進行放大和電平平移。D/A電平平移電路如圖3所示。

  

 

  圖3 D/A電平轉換電路

  由圖可知,D/A電平轉換原理是在運放輸入端采用加法電路,將輸入信號與基準電平比例相加,得到適合采樣的電壓范圍。


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關鍵詞: TERN 586-Engine

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