四軸飛行器DIY：基于STM32微控制器

第一篇基礎(chǔ)篇 第1章多旋翼飛行器的起源與發(fā)展2 第2章多旋翼飛行器的工作原理和組成8 2.1多旋翼飛行器的工作原理8 2.2多旋翼飛行器的基本組成10 2.2.1電機(jī)10 2.2.2電調(diào)11 2.2.3正反槳12 2.2.4電池13 2.2.5機(jī)架14 2.2.6遙控器15 2.2.7飛控16 第3章烈火微型四旋翼飛行器介紹18 3.1初識四軸飛行器18 3.2折騰的開始24 3.3順利起飛25 3.4進(jìn)階27 3.5微型飛行器40 第二篇硬件篇 第4章烈火飛行器硬件平臺44 4.1烈火飛行器硬件資源介紹44 4.2烈火飛行器原理圖解讀49 第5章DIY遙控器硬件平臺55 5.1DIY遙控器硬件資源介紹55 5.2DIY遙控器原理圖解讀56 第6章烈火飛行器的硬件實物與組裝59 6.1飛行器的組裝60 6.2遙控器的組裝67 第7章烈火飛行器固件下載和使用說明71 7.1SWD模式71 7.2串口ISP模式74 7.3烈火飛行器操作說明77 7.3.1搖桿對中及傳感器校正78 7.3.2開機(jī)順序78 7.3.3微調(diào)旋鈕79 7.3.4關(guān)機(jī)順序79 7.3.5鎖尾模式79 7.3.6LED開關(guān)79 7.3.7電池電量檢測79 7.3.8電池充電79 第三篇軟件篇 第8章開發(fā)環(huán)境之RVMDK82 8.1新建工程指導(dǎo)82 8.2開發(fā)環(huán)境介紹91 8.2.1開發(fā)周期93 8.2.2μVision5集成開發(fā)環(huán)境94 8.3下載與調(diào)試94 第9章STM32交叉編譯環(huán)境Eclipse98 9.1ARM嵌入式交叉編譯工具鏈98 9.2Cygwin工具安裝99 9.3JRE + Eclipse安裝107 第10章軟件設(shè)計之各功能模塊實驗112 10.1STM32時鐘112 10.2LED指示燈實驗120 10.3STM32的USART實驗125 10.3.1相關(guān)介紹125 10.3.2程序講解126 10.4STM32的ADC與DMA實驗131 10.4.1相關(guān)介紹131 10.4.2用到的GPIO131 10.4.3代碼講解132 10.5STM32的 PWM驅(qū)動電機(jī)實驗136 10.5.1相關(guān)介紹136 10.5.2用到的GPIO136 10.5.3代碼講解137 10.6STM32與MPU6050 I2C通信實驗140 10.6.1MPU6050介紹140 10.6.2I2C總線介紹148 10.6.3模擬I2C驅(qū)動詳解149 10.7STM32與 NRF24L01 SPI通信實驗158 10.7.1SPI總線相關(guān)介紹158 10.7.2NRF24L01介紹158 10.7.3用到的GPIO165 10.7.4程序詳解166 第11章飛行器的姿態(tài)解算174 11.1姿態(tài)解算的意義174 11.2飛行器姿態(tài)表示方法174 11.2.1旋轉(zhuǎn)矩陣和歐拉角、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角表示法174 11.2.2四元數(shù)表示法176 11.2.3四元數(shù)運動學(xué)方程178 11.3互補濾波算法180 11.4基于四元數(shù)的姿態(tài)解算互補濾波算法182 第12章PID算法在多旋翼飛行器上的應(yīng)用186 12.1PID算法介紹186 12.1.1反饋的基本概念187 12.1.2歷史及應(yīng)用187 12.1.3公式定義188 12.2飛行器PID參數(shù)調(diào)試191 12.2.1各方法的簡介192 12.2.2PID調(diào)試軟件193 12.2.3PID控制的限制194 12.2.4PID算法的修改194 12.2.5串級PID控制器196 12.2.6其他PID的形式及其表示法196 12.2.7飛行器PID參數(shù)調(diào)試199 第13章上位機(jī)功能介紹201 13.1上位機(jī)環(huán)境201 13.2上位機(jī)與飛行板的通信202 13.3加速度計和陀螺儀的校準(zhǔn)204 13.4PID參數(shù)的調(diào)試204 13.5遙控器的數(shù)據(jù)監(jiān)視204 第14章飛行器的軟件實現(xiàn)206 14.1主函數(shù)206 14.2主循環(huán)中運行頻率為1 000 Hz的任務(wù)209 14.3主循環(huán)中運行頻率為500 Hz的任務(wù)217 14.4主循環(huán)中運行頻率為250 Hz的任務(wù)219 第15章遙控器的軟件實現(xiàn)222 15.1遙控器的作用222 15.2遙控器的初始化223 15.3主循環(huán)中運行頻率為500 Hz的任務(wù)225 15.4主循環(huán)中運行頻率為100 Hz的任務(wù)228 15.5主循環(huán)中運行頻率為25 Hz的任務(wù)229 15.6主循環(huán)中運行頻率為4 Hz的任務(wù)231 15.7串口數(shù)據(jù)的處理233 第四篇拓展篇 第16章飛行器控制操作入門242 16.1練習(xí)“對尾飛行”242 16.2練習(xí)“對頭飛行”245 16.3練習(xí)飛航線245 第17章微型四旋翼的航拍和FPV246 17.1微型四旋翼的航拍246 17.2微型四旋翼的FPV249 第18章深入算法研究251 18.1四軸飛行器動力學(xué)251 18.2四軸飛行器的線性化控制方法 253 18.3卡爾曼濾波器介紹254 18.3.1系統(tǒng)模型254 18.3.2卡爾曼濾波方程255 18.3.3卡爾曼濾波器在四軸飛行器上的應(yīng)用255 第19章多旋翼飛行器的應(yīng)用258 19.1在影視行業(yè)的應(yīng)用258 19.2在消防行業(yè)的應(yīng)用259 19.3在電力行業(yè)的應(yīng)用260 19.4在農(nóng)業(yè)行業(yè)的應(yīng)用261 19.5在快遞行業(yè)的應(yīng)用261 19.6在載人多旋翼飛行器262 參考文獻(xiàn)265