基于STM32的六旋翼微型飞行器设计.doc

摘要：多旋翼飞行器目前在航拍、军事、快递等各大行业快速发展中，其凭借简单的构造和优良的体验，多旋翼飞行器已经得到广大玩家的喜爱。本课题是紧紧绕着六旋翼飞行器硬件构造和软件的算法展开，详细讲述六旋翼飞行器在绘制主控、电源和无线传输等的模块原理图的一些注意方面，还有在软件方面主要的程序：数据接收解析、姿态解析以及PID算法等。六旋翼飞行器则是读取传感器 MPU6050 的陀螺仪和加速度计 的数值，进行姿态剖析并用四元数和欧拉角形式呈现飞行器的实时状态，然后再通过串级PID的算法来完成对六个电机的转速的控制，通过这个达到保持平稳的目的。

关键词：stm32；Altium Designer；无人机

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1无人飞行器的概况-1

1.1.1应用和研究背景-1

1.1.2六旋翼飞行器的整体结构-2

1.2研究内容及章节安排-3

第二章  六旋翼飞行器的原理及结构设计-4

2.1六旋翼的工作原理-4

2.2六旋翼的基本组成-4

2.2.1电机-4

2.2.2电调-4

2.2.3正反浆-5

2.2.4电池-5

2.2.5机架-5

2.2.6遥控器-5

2.2.7飞控-5

第三章  六旋翼飞行器的硬件设计-6

3.1芯片选型-6

3.1.1主控芯片-6

3.1.2传感器芯片-6

3.1.3通信模块-6

3.2各硬件电路设计-6

3.2.1主控模块-6

3.2.2电源模块-10

3.2.3陀螺仪模块-11

3.2.4通信模块-13

3.2.5电机模块-13

3.2.6LED 模块-15

3.2.7下载模块-15

3.2.8串口模块-16

3.2.9USB 模块-16

3.3原理图与PCB图-17

第四章  六旋翼飞行器的软件设计-18

4.1系统初始化-18

4.1.1滴答定时器-18

4.1.2I2C 与MPU6050初始化-18

4.1.3SPI 与无线模块的初始化-19

4.1.4定时器初始化-20

4.1.5pid 参数初始化-21

4.1.6电压测试初始化-21

4.1.7LED 模块初始化-22

4.1.8USB 初始化-22

4.2 6ms 任务-22

4.2.1姿态解算的意义-23

4.2.2加速度计对陀螺仪的补偿-23

4.2.3四元数与欧拉角转化关系-24

4.3 2ms 任务-24

4.3.1数据交换任务-25

4.3.2传感器数据处理任务;-25

4.3.3遥控数据处理任务-26

4.3.4电机 pid 控制函数-26

4.3.5串级 PID调试过程-27

第五章  总结与期望-28

5.1总结-28

5.2期望-28

致谢-29

参考文献-30