2个芯片，700行代码，搞定一个四轴飞行器

maofaw

自制了一个非常简单易学的小四轴，只用到了两个芯片和700行代码。

这原本是一个用于大四轴的飞控项目，由荷兰开发者Joop Brokking公布。我为了学习和调试更加安全，才改为了小四轴。小四轴上引出了引脚，也可以当作大四轴飞控使用，只需对飞控软件代码稍作修改。

如果你会购买飞控板、电调、电机等零件，且能自己组装无人机。那这个项目可以帮你更进一步，学习到飞控的核心技术。
如果你喜欢研究软件无线电，这个小四轴也可以作为你研究无线电通信信号的基础。


硬件说明

• 开发环境IDE：Arduino
  
• 主控芯片：STM32F103C8T6
  
• 姿态传感器：MPU6050
  

• 遥控：使用航模遥控接收机实现，只要可以买到支持PPM输出的遥控器和接收机，插上去就能用。
  
• 图传：直接绑上一个模拟摄像头+发射机模块就行。
  

设计图

原理图讲解

原理分5个板块讲解，包含：STM32、MPU6050、驱动电路、供电、其他4个部分的电路。
1.STM32部分
这是主控芯片STM32的原理图，它与电路的其它部分都有联系。
STM32由LDO供电，通过IIC接收MPU6050的姿态信息，接收PA0口上的遥控PPM信号，输出控制4个电机的PWM信号。除此之外，它也用模拟引脚实现了电池电压检测功能，可以控制LED灯来显示状态，可以通过串口与电脑相连。
J1接口是下载固件时用的，下载模式时J1需要短接，正常模式下J1需要开路。

2.MPU6050部分
这是MPU6050的原理图，它通过IIC接口与STM32相连，提供姿态信息。

3.驱动电路部分
这是其中一个电动机的驱动电路，PWM4_LF_CW表示这是第四个电机信号，它可以直接输出给外部的电调模块用来控制大四轴的无刷电机，也可以送到下图中的MOSFET上，用来控制接在LF这个2pin口上的有刷电机。
控制两种不同的电机，需要对代码做一些修改。

4.供电部分
这个供电部分是最重要的！参考下图，从左到右依次是电池接口、开关、线性稳压芯片。

在画PCB过程中，电池口的正极先连接到了开关正极上，网络名称是VBAT，它与4个电动机对应的MOSFET相连，这几条连线必须要足够粗，否则电流不够。
电池负极一般都与铺铜区相连，也就是说电路上的所有部分都有一根很粗的导线连到了负极，所以负极不会是问题，主要是正极要足够粗。
如果正极不够粗，可能会导致STM32的供电电压不够，程序跑飞。当你看到蓝色LED灯开始闪烁，代表飞控重启了，很有可能就是这个原因。
我提供的资料里线宽是足够的，但是如果你要二次开发，要注意这个问题。




5.其他部分
这是一个3pin的接口，用来把航模遥控器的PPM信号输送给主控，你也可以用软件无线电来自己实现遥控。

这是一个4pin接口，可以用它往主控里烧写固件，也可以在正常使用过程中向电脑发送调试数据。

这是一个分压电路，可以获得与电池电压成正比的信号，然后给到主控的模拟输入口上，检测电池剩余电量。

这是两个LED状态指示灯，可以由主控的两个引脚控制。飞机在飞行过程中，用LED来显示状态非常方便。

代码

对于飞控来说，其实主要难点还是在软件代码上，代码我做了很多减法，删除了原项目的多余部分。
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////These functions handle the red and green LEDs. The LEDs on the flip 32 are inverted. That is why a Flip32 test is needed.///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////void red_led(int8_t level) {if (flip32)digitalWrite(PB4, !level); //If a Flip32 is used invert the output.else digitalWrite(PB4, level); //When using the BluePill the output should not be inverted.}void green_led(int8_t level) {if (flip32)digitalWrite(PB3, !level); //If a Flip32 is used invert the output.else digitalWrite(PB3, level); //When using the BluePill the output should not be inverted.}/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////In this part the error LED signal is generated.///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////void error_signal(void) {if (error >= 100) red_led(HIGH); //When the error is 100 the LED is always on.else if (error_timer < millis()) { //If the error_timer value is smaller that the millis() function.error_timer = millis() + 250; //Set the next error_timer interval at 250ms.if (error > 0 && error_counter > error + 3) error_counter = 0; //If there is an error to report and the error_counter > error +3 reset the error.if (error_counter < error && error_led == 0 && error > 0) { //If the error flash sequence isn't finisched (error_counter < error) and the LED is off.red_led(HIGH); //Turn the LED on.error_led = 1; //Set the LED flag to indicate that the LED is on.}else { //If the error flash sequence isn't finisched (error_counter < error) and the LED is on.red_led(LOW); //Turn the LED off.error_counter++; //Increment the error_counter variable by 1 to keep trach of the flashe由于文件格式原因，代码仅展示部分，需要的伙伴可以在评论区滴滴，无偿分享~
<hr>参考资料：立创开源硬件平台《YMFC开源小四轴》作者：jamesshao8
https://oshwhub.com/jamesshao8/mini-drone#P4
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我会持续更新优质的开源项目！

zpshao

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tanxiao

软件哪里有啊

ghj88

你在钓鱼！，

x60528

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andyjo

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zhoulinchun01

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2132207956

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xqylzx

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Love7

求代码

shuanger88

32好像比51好学一些？相对已经入门单片机来说

179262183

2个芯片，700行代码，搞定一个四轴飞行器…………

荒野冷风

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zxgcz888

PA0是wakeup，PB10、PB11才是接陀螺仪的IIC的吧？

吹毛成仙

滴滴

风履

程序用了好多 if 判断[捂脸]

ftdyz

cityboy

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hamycui

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13619860410

求全代码，我pcb都设计好了[流泪]就剩打板子和飞控代码了