无人机中级篇：第十一讲：遥控器PWM与PPM协议

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传统的遥控器接收机是采用多路PWM的方式进行输出的，遥控器中有多少个通道，接收机中就有多少路PWM输出，例如下图中的遥控器有6个可用通道，其接收机也有6个PWM输出通道与之对应：






        此接收机除了PWM输出之外还有S.BUS协议输出方式，关于S.BUS我们已经在上一节中介绍过了，这里不再赘述。下面我们主要针对PWM信号输出来做讲解。

        接收机的1-7个PWM输出通道，都是以PWM的形式输出的，这就需要飞控能够采集并解析这些PWM信号，并为飞控所用。我们知道PWM信号所表示的数值就是高电平持续时间占用整个周期时长的百分比，例如下图所示：



       接收机输出的PWM与之前章节中讲述的电调需要接收的PWM完全一致。只不过我们需要使用飞控程序来读取接收机输出的PWM信号值。我们以第一个通道的PWM为例，讲述飞控程序对其处理的具体方法：

        （1）检测引脚由低点平变为高电平的时刻，并记录当前时间t0，表示高电平开始；
（2）检测引脚由高电平变为低点平的时刻，并记录当前时间t1，表示高电平结束；
（3）继续检测引脚由低点平变为高电平的时刻，并记录当前时间t2，表示一个PWM周期结束；
（4）计算高电平时常 = t1 - t0；
（5）计算整个PWM周期 = t2 - t0；
（6）计算PWM占空比 = 高电平时常 / PWM周期
        在STM32系列中，我们可以为GPIO引脚设置成PWM采集模式，并通过采集寄存器来读取当前PWM的周期和PWM占空比。  



        每一个遥控器通道都需要一个PWM采集器进行采集，但是对于STM32来说不可能使用多个定时器来采集多个通道的PWM，这对于STM32的资源来说十分浪费。因此采用的就是PPM编码。PPM编码是PWM的扩展协议，可以在一个管脚中传输多路PWM信号。
        PPM的频率通常是50Hz，周期长度20ms，每一个周期中可以存放最多10路PWM信号，每一路PWM的周期为2ms，如下图所示：



       使用STM32的管脚中断配合定时器中的计数可以准确的捕获一个周期内的PPM信号中的高低电平变化，每2ms就是一路PWM信号的周期。

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PPM信号的每一路并不是固定2mS周期的，而是用周期代表信号宽度，即高低电平加起来算周期。并行PWM才是固定周期，用高电平脉宽算信号宽度。这点破事调试了好几天才发现。