小型无人机飞行控制系统硬件设计与实现

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小型无人机飞行控制系统是小型无人机的重要组成部分,其性能直接关系到小型无人机的飞行安全。本文设计开发了以MPC565处理器为核心的小型无人机飞行控制硬件系统和底层驱动软件,为飞行控制系统小型化奠定了坚实的硬件基础。本文根据小型无人机对飞行控制系统的高集成度、可扩展性等技术要求,完成了以MPC565处理器为核心的小型飞行控制系统硬件方案设计,将飞行控制系统划分为主控模块、传感器和舵机模块、接口模块,降低了系统的耦合度,实现了系统的模块化设计。其次,根据主控模块硬件功能要求,设计开发了时钟电路、复位电路、BDM接口电路和存储器扩展电路,增强了系统可靠性,解决了存储器资源不足的问题。同时,本文采用开关电源模块和线性稳压源模块,设计开发了多种类型电源电路,满足了系统供电需求。针对系统集成多种接口传感器的特点,设计了基于SPI接口的气压计、空速计等接口电路和基于串口的GPS、Xtend接口电路。为了满足系统可扩展性需求,还设计了多路模拟量输入/输出(A/D、D/A)接口、PWM捕获接口、离散量接口、串口和CAN接口电路。最后,开发了底层驱动软件,并将U-Boot移植到目标系统中,实现了程序下载和硬件接口的管理与驱动。对硬件系统进行最小系统测试、接口模块测试和系统集成测试。测试结果验证了系统设计方案的正确性与可行性,满足了飞行控制系统的功能与性能要求。
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