CN205563279U - 一种自主巡航的四旋翼飞行器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自主巡航的四旋翼飞行器电路，包括微控制电路及与所述微控制电路连接的电源电路和导航电路；所述微控制电路包括微控制器及与所述微控制器连接的晶振、复位电路、指示电路及接口电路，所述微控制器还分别与四个电机驱动电路连接，所述四个电机驱动电路分别与四个旋翼上的电机连接；所述电源电路包括稳压电路及电源指示灯电路，所述稳压电路与所述微控制电路连接；所述导航电路包括与所述微控制电路连接的陀螺仪电路、罗盘电路、气压计电路及GPS电路。本实用新型提供了一种可以定高稳定飞行，精确自主巡航的基于ST单片机的自主巡航的四旋翼飞行器电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动智能机器人领域，特别涉及一种基于STM单片的自主巡航的四旋翼飞行器电路。
背景技术
随着自动控制、传感器、机械、计算机和信息技术的发展，四旋翼飞行器也蓬勃发展。四轴飞行器具备飞行器的所有优点，又具备无人机的造价低、可重复性强以及事故代价低等特点，具有广阔的应用前景。可应用于军事上的地面战场侦察和监视，获取不易获取的情报。能够执行禁飞区巡逻和近距离空中支持等特殊任务，可应对现代电子战、实现通信中继等现代战争模式。在民用方面可用于灾后搜救、城市交通巡逻与目标跟踪等诸多方面。工业上可以用在安全巡检，大型化工现场、高压输电线、水坝、大桥和地震后山区等人工不容易到达空间进行安全任务检查与搜救工作，能够对执行区域进行航拍和成图等。因此，四轴飞行器的研究意义重大。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种可以定高稳定飞行，精确自主巡航的基于ST单片机的自主巡航的四旋翼飞行器电路。
为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案实现：一种自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：包括微控制电路及与所述微控制电路连接的电源电路和导航电路；
所述微控制电路包括微控制器及与所述微控制器连接的晶振、复位电路、指示电路及接口电路，所述微控制器还分别与四个电机驱动电路连接，所述四个电机驱动电路分别与四个旋翼上的电机连接；
所述电源电路包括稳压电路及电源指示灯电路，所述稳压电路与所述微控制电路连接；
所述导航电路包括与所述微控制电路连接的陀螺仪电路、罗盘电路、气压计电路及GPS电路。
进一步的，所述微控制器为STM32F103C8T6。
进一步的，所述晶振为8MHz晶体时钟振荡器。
进一步的，所述接口电路包括调试接口、串行接口及无线接口。
进一步的，所述稳压电路采用正向低压降稳压器XC6206。
进一步的，所述陀螺仪电路采用MPU6050。
进一步的，所述罗盘采用HMC588L。
进一步的，所述气压计采用MS5611。
进一步的，所述GPS电路采用SIRF3。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型的微控制器通过导航电路中的六轴陀螺仪MPU6050获取四旋翼当前状态，并调整四旋翼姿态使其稳定飞行；通过导航电路中的气压计电路控制四旋翼稳定飞行高度；通过导航电路中的GPS电路获取四旋翼三维位置，使其按既定路线行进。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的总体结构框图。
图2是本实用新型一实施例的电源电路图。
图3是本实用新型一实施例的微控制器资源分配图。
图4是本实用新型一实施例的晶振、复位电路、电源指示灯电路图。
图5是本实用新型一实施例的导航电路图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
请参照图1，本实施例提供一种自主巡航的四旋翼飞行器电路，包括微控制电路及与所述微控制电路连接的电源电路和导航电路；
所述微控制电路包括微控制器及与所述微控制器连接的晶振、复位电路、指示电路及接口电路，所述接口电路包括调试接口、串行接口及无线接口；所述微控制器还分别与四个电机驱动电路连接，所述四个电机驱动电路分别与四个旋翼上的电机连接；
所述电源电路包括稳压电路及电源指示灯电路，所述稳压电路与所述微控制电路连接；
所述导航电路包括与所述微控制电路连接的陀螺仪电路、罗盘电路、气压计电路及GPS电路。
于本实施例中，所述微控制器为STM32F103C8T6；所述晶振为8MHz晶体时钟振荡器；所述稳压电路采用正向低压降稳压器XC6206；所述陀螺仪电路采用MPU6050；所述罗盘采用HMC588L；所述气压计采用MS5611；所述GPS电路采用SIRF3。
为了让一般技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，以下结合本实用新型的具体电路图进行进一步的介绍。
如图1所示，整个电路的核心是微控制器STM32F103C8T6芯片，PC机通过SWD下载口，将编译好的HEX文件下载到微控制器中，微控制器通过调试接口连接PC机串口进行调试，预留了串行接口USART、I2C、SPI等可供陀螺仪、无线模块等功能扩展，电源电路为系统的各个模块供电，其中电池为11.1V电压，通过电调降压为5V，同时通过稳压电路稳压至3.3V供给其他电路，四旋翼自主巡航飞行时通过导航电路中的六轴陀螺仪获取四旋翼姿态信息，通过GPS电路获取三维位置，判断是否在巡航路线上，依照事先设定的算法进行导航飞行。
如图2所示，整个电源电路由11.1V电池供电，并通过电调将压到5V。由于这个系统由多个不同的模块组合而成，不同的模块需要的电源电压不同，故需要对源电源引出的电压进行不同的降压处理，以得到各自符合要求的电源电压，以供不同模块使用，从VCC5V引出到K1开关，通过开关进行控制，开关输出端是5V，还接有一个指示灯，用于指示电源供电与否正常，之间串联一个限流电阻对LED灯进行保护，从U1的引脚2引出一个输出到各个模块，作为各个模块的电源供电。XC6206是一个正向低电压稳压器，内部集成过热保护和限流电路，通过线性稳压芯片XC6206输出3.3V的稳定电压。J7、J8、J10、J11的1引脚作为电调的PWM输出链接。
如图3所示，微控制器MCU选用STM32F103C8T6芯片，其中pin42、pin43、pin45、pin46是电机PWM信号；pin40是无线模块的NRF24L01+的CE信号，pin41是无线模块的中断信号，pin25是SPI的CSN信号，pin26是SPI的SCK信号，pin27是SPI的MISO信号，pin28是SPI的MOSI信号；pin21是IIC的SCL信号pin22是IIC的SDA信号；pin38是罗盘的中断信号；pin18是MPU6050的中断信号；pin39、pin2、pin3、pin4是led灯控制信号；pin30是MCU的TXD1信号，pin32是MCU的RXD1信号， pin7是MCU复位信号，pin5、pin6是MCU的OSC信号；pin34是MCU的SWIDO信号，pin37是MCU的SWSCK信号。
如图4所示，其中的4个状态指示灯LED2，LED3，LED4，LED5连接到STM32F103C8T6的pin39，pin2-4，图4中的复位电路包括一个电容一个电阻以及一个开关SW1，SWD下载插座的2，3引脚分别连接到STM32F103C8T6的pin5，pin6引脚，第1引脚与VDD3.3相连，第4引脚接地；并且所有插座电路中的VDD5V_MCU与地之间都有一个104电容。
如图5所示，MPU6050，MS5611和HMC588L都通过同一个IIC连接到MCU，并且IIC_SCL和IIC_SDA分别接连接4.7K上拉电阻。三个模块都是VDD3.3供电。MPU6050和HMC588L有中断引脚，分别为MPU6050_INT和HMC_DRDY连接MCU产生中断信号。GPS电路直接连接J9，直接通过UART和MCU连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：包括微控制电路及与所述微控制电路连接的电源电路和导航电路；
所述微控制电路包括微控制器及与所述微控制器连接的晶振、复位电路、指示电路及接口电路，所述微控制器还分别与四个电机驱动电路连接，所述四个电机驱动电路分别与四个旋翼上的电机连接；
所述电源电路包括稳压电路及电源指示灯电路，所述稳压电路与所述微控制电路连接；
所述导航电路包括与所述微控制电路连接的陀螺仪电路、罗盘电路、气压计电路及GPS电路。
2.根据权利要求1所述的自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：所述微控制器为STM32F103C8T6。
3.根据权利要求1所述的自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：所述晶振为8MHz晶体时钟振荡器。
4.根据权利要求1所述的自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：所述接口电路包括调试接口、串行接口及无线接口。
5.根据权利要求1所述的自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：所述稳压电路采用正向低压降稳压器XC6206。
6.根据权利要求1所述的自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：所述陀螺仪电路采用MPU6050。
7.根据权利要求1所述的自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：所述罗盘采用HMC588L。
8.根据权利要求1所述的自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：所述气压计采用MS5611。
9.根据权利要求1所述的自主巡航的四旋翼飞行器电路，其特征在于：所述GPS电路采用SIRF3。
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| CN109828604A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 东北农业大学 | 无人机中心管理控制装置 |
| CN112965428A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-06-15 | 武汉德普施科技有限公司 | 一种四旋翼飞行器及其控制电路 |
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