中科芯CKS32F103CBT6在無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)市場(chǎng)前景

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,“無(wú)人機(jī)”與“智能駕駛”已成為智能科技的焦點(diǎn)。無(wú)人機(jī)具有體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)，目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動(dòng)物、監(jiān)控傳染病、測(cè)繪、新聞報(bào)道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝等領(lǐng)域，得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)達(dá)國(guó)家也在積極擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展無(wú)人機(jī)技術(shù)。

在全球市場(chǎng)，無(wú)人機(jī)正在從一個(gè)消費(fèi)者產(chǎn)品逐步滲透到各行各業(yè)的應(yīng)用當(dāng)中，市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大。2020年全球無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約為225億美元，2021年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到256億美元。國(guó)內(nèi)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)將在未來(lái)3-5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)年均超過(guò)50%的高速增長(zhǎng)，潛在市場(chǎng)空間達(dá)到千億級(jí)別。

無(wú)人機(jī)應(yīng)用案例

無(wú)人機(jī)主要由機(jī)載飛控系統(tǒng)和地面測(cè)控系統(tǒng)兩部分。其中飛控系統(tǒng)以CKS32F103CBT6微控制器（MCU）為核心，芯片引腳圖如圖1所示。模塊包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、GPS模塊、遙控解碼模塊、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)傳電臺(tái)模塊、電源模塊等。地面測(cè)控系統(tǒng)包括測(cè)控計(jì)算機(jī)、數(shù)傳電臺(tái)模塊、地面站軟件、發(fā)射機(jī)。穩(wěn)定可靠的硬件系統(tǒng)是飛控系統(tǒng)研制成功與否的關(guān)鍵。

1. MCU進(jìn)行LED、IMU、USART、PWM、ADC、TIMER和PID參數(shù)的初始化；

2. IMU的傳感測(cè)量值通過(guò)I2C接口輸入MCU，進(jìn)行姿態(tài)解算，更新姿態(tài)信息；

3. 根據(jù)擴(kuò)展傳感器模塊測(cè)量數(shù)據(jù)更新無(wú)人機(jī)的位置信息；

4. 位置控制器產(chǎn)生期望的姿態(tài)角，PID控制器根據(jù)當(dāng)前姿態(tài)信息產(chǎn)生期望的控制量。將控制量轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)占空比的PWM波輸入電機(jī)，進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制；

5. 將無(wú)人機(jī)信息通過(guò)數(shù)傳發(fā)送給地面站。

圖1 CKS32F103CBT6引腳示意圖

圖2 飛控系統(tǒng)外圍硬件設(shè)計(jì)

MCU芯片資源介紹

中科芯CKS32F103CBT6采用高性能的ARM?CortexTM-M3 32位RISC內(nèi)核，最高工作頻率為72MHz，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器（FLASH最高可達(dá)128K字節(jié)，SRAM可達(dá)20K字節(jié)），豐富的增強(qiáng)I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)。其中包含2個(gè)12位ADC、3個(gè)通用16位定時(shí)器和1個(gè)PWM定時(shí)器，此外，還包含標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口：多達(dá)2個(gè)I2C和SPI接口、3個(gè)USART接口、1個(gè)USB接口和1個(gè)CAN接口。產(chǎn)品供電電壓為2.0V至3.6V，-40℃至+85℃的擴(kuò)展溫度范圍，一系列的省電模式保證低功耗應(yīng)用的要求。這些豐富的額外設(shè)配置，使得CKS32F103CBT6微控制器可使用于多種應(yīng)用場(chǎng)合，如電機(jī)驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用控制、醫(yī)療和手持設(shè)備、PC游戲外設(shè)和GPS平臺(tái)、工業(yè)應(yīng)用等。

來(lái)源：中科芯MCU

審核編輯：湯梓紅