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1、基于單片機的四軸飛行器畢業(yè)論文目錄摘要IABSTRACTII第1章緒論11.1論文研究背景及意義11.2國內(nèi)外的發(fā)展情況21.3本文主要研究內(nèi)容4第2章總體方案設計52.1總體設計原理52.2總體設計方案52.2.1系統(tǒng)硬件電路設計方案52.2.2各部分功能作用62.2.3系統(tǒng)軟件設計方案7第3章系統(tǒng)硬件電路設計83.1AltiumDesignerSummer09簡介83.2總體電路設計83.2.1遙控器總體電路設計83.2.2飛行器總體電路設計103.3各部分電路設計103.3.1電源電路設計103.3.2主控單元電路設計123.3.3無線通信模塊電路設
2、計133.3.4慣性測量單元電路設計163.3.5電機驅動電路設計183.3.6串口調試電路設計193.4PCB設計2113.4.1PCB設計技巧規(guī)則213.4.2PCB設計步驟2213.4.3PCB外形設計233.5實物介紹25第4章系統(tǒng)軟件設計274.1KeilMDK5.12簡介274.1.1KeilMDK概述274.1.1KeilMDK功能特點274.2軟件設計框圖284.3軟件調試仿真294.4飛控軟件設計304.4.1MPU6050數(shù)據(jù)讀取304.4.2姿態(tài)計算IMU324.4.3PID電機控制32結論36致謝38參考文獻39附錄1遙控器主程序源
3、代碼40附錄2飛行器主程序源代碼45附錄3遙控器原理圖50附錄4飛行器原理圖511摘要四軸飛行器具備VTOL(VerticalTake-OffandLanding，垂直起降)飛行器的所有優(yōu)點，又具備無人機的造價低、可重復性強以及事故代價低等特點，具有廣闊的應用前景?？蓱糜谲娛律系牡孛鎽?zhàn)場偵察和監(jiān)視，獲取不易獲取的情報。能夠執(zhí)行禁飛區(qū)巡邏和近距離空中支持等特殊任務，可應對現(xiàn)代電子戰(zhàn)、實現(xiàn)通信中繼等現(xiàn)代戰(zhàn)爭模式。在民用方面可用于災后搜救、城市交通巡邏與目標跟蹤等諸多方面。工業(yè)上可以用在安全巡檢，大型化工現(xiàn)場、高壓輸電線、水壩、大橋和地震后山區(qū)等人工不容易到達
4、空間進行。本設計主要包括遙控器和飛行器兩大部分，其中央處理器CPU均采用基于32位ARMCorex-M3內(nèi)核的NXPLPC1549，時鐘頻率為72MHz；飛行器與遙控器之間的無線通信采用2.4GHz通信頻段的NRF24L01模塊，NRF24L01模塊與MCU之間通過SPI協(xié)議以1MHz的通信速率通信；飛行器端搭載有3軸加速度計與三軸陀螺儀融合一體的MPU6050慣性測量單元作為姿態(tài)歐拉角測量單元，MPU6050與飛行器MCU之間通過I2C協(xié)議以400Hz的頻率進行通信；飛行器端MCU通過接收無線數(shù)據(jù)以及采集MPU6050數(shù)據(jù)通過四元數(shù)互補濾波計算出的歐拉角
5、，再進行電機PID自動控制，最終以20KHz的PWM通過MOS管來驅動空心杯820直流有刷電機，得以實現(xiàn)遙控四軸飛行器的設計。關鍵詞四軸飛行器；PID自動控制；MPU6050；PWM49ABSTRACTFour-axisaircraftequippedwithVTOL(VerticalTake-OffandLanding,verticaltakeoffandlanding)aircraftwithalltheadvantages,andUAV'slowcoststrong,repeatable,andlowaccidentcosts,hasbroadapp
6、licationprospects.Canbeusedinmilitarybattlefieldreconnaissanceandsurveillance,accessisnoteasytogetinformation.Abletoperformspecialtaskssuchaspatrollingthenoflyzoneandcloseairsupport,couldcopewithmodernelectronicwarfare,communicationsrelayofmodernwarfare.Incivilusecanbeusedforpost-
7、disasterrescue,trafficpatrolandtracking,andmanyotheraspectsofthecity.Canbeusedinasafetyinspectionontheindustrial,large-scalechemicalsites,high-voltagepowerlines,dams,bridgesandartificialmountainaftertheearthquakearenoteasytoreachspace.Thisdesignincludestworemotecontrolsandaircraft
8、parts,centralprocessingunitCPUusi
