無人機開發之二：Pixhawk硬件架構

Pixhawk硬件架構

Pixhawk的硬件架構整體框圖

組件 Pixhawk飛控 1個 >電調 4個 >電機 4個 >鋰電池 22000 3C 1個 >電源模塊 1個 >螺旋槳 4個 >安全開關 1個 >蜂鳴器 1個 >數傳接收和發射 1套 >圖傳接受和發射 1套 >GPS 1個 >機架F450 1套 >遙控器和接收機 1套 >PPM編碼器 1個 >平板 1個 >雲臺 1個 >相機 1個

Pixhawk芯片構成：

硬件模塊

處理器：

• STM32F427 VIT6 (168 Mhz/256 KB RAM/2 MB 閃存 100Pin)
• 32位 STM32F100C8T6 （48Pin）故障保護協處理器 ，平常用來控制輸入信號採集（“Big – Little ”架構）

傳感器：

• Invensense MPU6000 三軸加速度計/陀螺儀
• ST Micro L3GD20 16位陀螺儀
• ST Micro LSM303D 14位加速度計/磁力計
• MEAS MS5611氣壓計

處理：

• 雙加速度計: MPU6000 1KHZ 和 LSM303D 800HZ （消除1KHZ 共振）
• 雙陀螺儀： 取平均
• 雙羅盤： 一個內置一個外置備用
• 雙GPS： 基於鎖定狀態和星數選擇切換（或更復雜的切換機制、並可對比測試性能）

其它模塊：

• FM25V01 128K 非易失閃存
• TXS0108 通用電平驅動芯片（Usart 、舵機輸出），隔離/增強驅動，無TTL轉232功能
• LTC4417 電源管理芯片
• MIC5332 雙輸出超低壓降 LDO
• BQ24315 電池管理芯片
• TCA62724 三色LED燈專用芯片
• LT3469 信號採集運放
• 可外接 MS4522D 數字差壓空速計 （6.6V ADC 輸入

各種傳感器對應的接口： 空速計---IIC接口 電源管理SMbus---IIC 航燈接口---IIC BMA180角速度傳感器----SPI 地磁HMC5883---IIC/SPI L3GD20陀螺儀----SPI LSM303D角速度/地磁-----SPI 超聲波MB12xx----IIC MD25---IIC MPU6000----SPI MS5611氣壓計----SPI 板載燈控制器TCA62724FMG-----IIC PC8574(IIC轉並)----IIC PCA9685(IIC/PWM)-----IIC 光流模塊----IIC

飛控板和各部件連接圖：

• 規定以下沒有括號（）的表示網絡標號，有括號（）的表示具體引腳： STM32 f427:Invensense MPU6000 三軸加速度計/陀螺儀 PC2(stm32f427)---MPU_CS---CS(MPU6000) PA6(stm32f427)---SPI_INT_MISO---AD0/SDO(MPU6000) PD15(stm32f427)---MPU_DRDY---INT(MPU6000) PA7(stm32f427)---SPI_INT_MOSI---SDA/SDI(MPU6000) PA5(stm32f427)---SPI_INT_SCK---SCL/SCLK(MPU6000) 電源VDD_3V3_SENSORS ST Micro L3GD20 16位陀螺儀： PC13(stm32f427)---GYRO_CS---CS(L3GD20) PA6(stm32f427)---SPI_INT_MISO---SDO/SA0(L3GD20) PB0(stm32f427)---GYRO_DRDY---INT(L3GD20) PA7(stm32f427)---SPI_INT_MOSI---SDA/SDI/SDO(L3GD20) PA5(stm32f427)---SPI_INT_SCK---SCL/SPC(L3GD20) 電源VDD_3V3_SENSORS ST Micro LSM303D 14位加速度計/磁力計： PC15(stm32f427)---ACCEL_MAG_CS---CS(LSM303D) PA6(stm32f427)---SPI_INT_MISO---SDO/SA0(LSM303D) PB4(stm32f427)---ACCEL_DRDY---INT1(LSM303D) PA7(stm32f427)---SPI_INT_MOSI---SDA/SDI/SDO(LSM303D) PA5(stm32f427)---SPI_INT_SCK---SCL/SPC(LSM303D) PB1(stm32f427)---MAG_DRDY---INT2(LSM303D) 電源VDD_3V3_SENSORS MEAS MS5611氣壓計 ： PD7(stm32f427)---BARO_CS---CS(MS5611) PA6(stm32f427)---SPI_INT_MISO---SDO (MS5611) PA7(stm32f427)---SPI_INT_MOSI---SDI/SDA (MS5611) PA5(stm32f427)---SPI_INT_SCK---SCLK(MS5611) 電源VDD_3V3_SENSORS 存儲器： PB13(stm32f427)---FRAM_SCK---C(FM25V01) PB14(stm32f427)---FRAM_MISO---Q(FM25V01) PB13(stm32f427)---FRAM_MOSI---D(FM25V01) PD10(stm32f427)---FRAM_CS---S(FM25V01) 電源FMU-VDD_3V3 高亮LED： PB8(stm32f427)---FMU-I2C1_SCL PB9(stm32f427)---FMU-I2C1_SDA PB10(stm32f427)---FMU-I2C2_SCL PB11(stm32f427)---FMU-I2C1_SDA USB： PA9(stm32f427)---VBUS 電源 PA11(stm32f427)---OTG_FS_DM PA12(stm32f427)---OTG_FS_DP PC0(stm32f427)--- VBUS_VALID USB電源有效標誌 TF卡： PC8(stm32f427)---SDIO_D0 PC9(stm32f427)---SDIO_D1 PC10(stm32f427)---SDIO_D2 PC11(stm32f427)---SDIO_D3 PC12(stm32f427)---SDIO_CK TEL2_OSD： PD8(stm32f427)---FMU-USART3_TX PD9(stm32f427)---FMU-USART3_RX PD11(stm32f427)---FMU-USART3_CTS PD12(stm32f427)---FMU-USART3_RTS TEL1_數傳： PD3(stm32f427)---FMU-USART3_ CTS PD4(stm32f427)---FMU-USART3_ RTS PD5(stm32f427)---FMU-USART3_TX PD6(stm32f427)---FMU-USART3_RX 面板GPS： PA0(stm32f427)---FMU-UART4_TX PA1(stm32f427)---FMU-UART4_RX 面板CAN： PD0 (stm32f427)---CAN1_RX PD1 (stm32f427)---CAN1_TX 6路輔助PWM PE14(stm32f427)---FMU-CH1 PE13(stm32f427)---FMU-CH2 PE11(stm32f427)---FMU-CH3 PE9 (stm32f427)---FMU-CH4 PD13(stm32f427)---FMU-CH5 PD14(stm32f427)---FMU-CH6 LED： PE12(stm32f427)---FMU-LED_AMBER stm32f427與stm32f100連接 PC6(stm32f427)---SERIAL_FMU_TO_IO---PA3(stm32f100) PC7(stm32f427)---SERIAL_IO_TO_FMU---PA2(stm32f100) （2）STM32 f100:8路主PWM PA0(stm32f100)---IO-CH1 PA1(stm32f100)---IO-CH2 PB8(stm32f100)---IO-CH3 PB9(stm32f100)---IO-CH4 PA6(stm32f100)---IO-CH5 PA7(stm32f100)---IO-CH6 PB0(stm32f100)---IO-CH7 PB1(stm32f100)---IO-CH8 安全開關： PB5(stm32f100)---SAFTY LED： PB13(stm32f100)---IO-LED_SAFTY PB14(stm32f100)---IO-LED_BLUE PB15(stm32f100)---IO-LED_AMBER PPM接收： PA8(stm32f100)---PPM_INPUT S.BUS： PB4(stm32f100)---SBUS_OUTPUT_EN PB10(stm32f100)---SBUS_OUTPUT PB11(stm32f100)---SBUS_INPUT JTAG： 電源IO-VDD_3V3 PA13(stm32f100)---IO-SWDIO PA14(stm32f100)---IO-SWCLK PB3(stm32f100)---IO-SWO 衛星接收機： PA10(stm32f100)---IO-USART1_RX PB15(stm32f100)---IO-LED_AMBER PA10(stm32f100)--- VDD_3V3_SPEKTRUM 電源