具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。

实施例1

如图1、2所示，一种基于嵌入式技术的四旋翼飞行器，包括主控模块、传感器模块、稳压模块、外围接口模块、电机驱动模块和电源信号；外围接口模块包含PWM波检测电路用于接收遥控器输出的控制信号，主控模块读取控制信号来实现对四旋翼的飞控，传感器模块处理数字运动姿态，并将数据传入主控模块，稳压模块给整个飞行器系统提供稳定电压，其输出电压连接至主控模块，主控模块还控制连接电机驱动模块，主控模块、传感器模块、稳压模块连接有电源信号。

如图3所示，主控制模块选用STM32 F103 T8U6芯片作为飞控板，该芯片使用ARM32位的内核，72MHz的工频速度，用2V--3.6V直流电压供电，多个I/O端口，可支持外部扩展模式。低功耗的设计，可满足于飞行器的开发需求。

如图4所示，灯D1和D2连到PC14和PC15引脚，设置电路的工作状态，PC14是输入信号显示灯，PC15是输出信号显示灯。灯D5用于指示电源接通状。接口P3用于连接电源电压和检测电源电压是否正常工作，灯D4与电源接通，BELL是蜂鸣器，设置提示音和做报警器用途。PA0,PA1,PA2,PA3四个引脚用于PWM波形输出。PA13，PA14引脚连接到SWD调试和下载，PB6和PB7与IIC总线接口相连。

如图5、6所示，传感器模块选用MPU6050传感器和HMC5883传感器，HMC5883L的SCL、SDL引脚分别接到MPU6050DE AUX_DL、AUX_DL引脚上。MPU6050有俩16位陀螺仪/加速度ADC转换器。其陀螺仪加速度测量量程有四个档位选择：，四种档位选择能做到在高低速运动模式情况下，均能精确捕捉到，加速度计量量程也是有四个量程选择。数字罗盘HMC5883L高集成、高分辨率的磁阻传感器和集成电路。精度控制在1°-2°的12位模数转换器，有16个引脚，芯片采用IIC总线接口，最高输出频率高达160HZ。

如图7所示为本实施例的稳压电路，四旋翼飞控板也需要添加稳压电路给整个飞行系统提供稳定电压，输出电压为3.3V，采用了高纹波抑制率、低功耗、低压差，具有过流和短路保护的CMOS降压型电压稳压器。在电压变化和极差的条件下，依然保持250mA电流输出，调整率良好。

如图8所示，外围接口模块包括PWM波检测电路，还包括引出的串口电路、IIC 接口电路。其中PWM波检测电路用于接收遥控器输出的控制信号，由主控模块读取控制信号来实现对四旋翼飞控。STM32的定时器除了TIME6和TIME7，其他的定时器都可以用来产生 PWM输出。

电机驱动模块电路如图9所示，电机驱动模块包括驱动电路和无刷电机，用来控制四旋翼飞行器的各种运动姿态。

四旋翼飞行器还包括机架。

如图10所示，总电路原理图设计完成后，进行仿真测试，可见没有没有元器件引脚忽略的问题及其他错误。

如图11所示，在上述硬件系统的基础上，本实施例搭建Linux平台，编程时考虑软硬件结合兼容问题及四轴飞行器的平台特征设计了4个调度任务，包括PWM信号捕获/输出，各传感器元器件的信息采集和运动时姿态解算。上电后，对STM32飞控板和Linux系统分别进行硬件，软件初始化，再对飞行系统进行保护，等待任务调度。数据处理和接受在于MPU6050陀螺仪，HMC5883L数字罗盘，BMP085气压高度计，接收数据后，对各大传感器模块进行滤波，姿态解算，欧拉角变化，接着将欧拉角和PWM波信号传递到PWM信号输出端口，再利用PID算法得到四个电机的控制量，输出电子调试器。

本发明用STM32搭建四旋翼飞行器的嵌入式Linux飞行控制平台，能对PID控制、飞行姿态和程序开发进行研究。嵌入式技术的出现和发展从很多程度上减轻了人工控制多旋翼飞行器的难度，为实现多旋翼飞行器的自主飞行及其他应用奠定了基础。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。