四旋翼飞行器的飞控实现「建议收藏」

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

尝试制作这个四旋翼飞控的过程，感触颇多，整理了思绪之后，把重要的点一一记下来；

这个飞控是基于STM32，整合了MPU6050，即陀螺仪和重力加速计，但没有融合电子罗盘；

 

另外，四旋翼飞行器的运动方式请百度百科，不太复杂，具体不再赘述；

 

这是飞控程序的控制流程（一个执行周期）：

 

 

 比较重要的地方：

1.i2c通信方式；

　　因为我不是学电类专业，最开始对i2c这些是没有一点概念，最后通过Google了解了一些原理，然后发现STM32的开发库是带有i2c通信的相关函数的，但是我最后还是没有用这些函数。

我通过GPIO模拟i2c,这样也能获得mpu6050的数据，虽然代码多了一些，但是比较好的理解i2c的原理。

　　STM32库实现的模拟i2c代码（注释好像因为编码问题跪了）：

/*******************************************************************************

// file                :    i2c_conf.h

// MCU                : STM32F103VET6

// IDE                : Keil uVision4

// date                £º2014.2.28

*******************************************************************************/

#include “stm32f10x.h”

#define   uchar unsigned char

#define   uint unsigned int

#define      FALSE 0  

#define   TRUE  1

void I2C_GPIO_Config(void);

void I2C_delay(void);

void delay5ms(void);

int I2C_Start(void);

void I2C_Stop(void);

void I2C_Ack(void);

void I2C_NoAck(void);

int I2C_WaitAck(void);

void I2C_SendByte(u8 SendByte);

unsigned char I2C_RadeByte(void);

int Single_Write(uchar SlaveAddress,uchar REG_Address,uchar REG_data);

unsigned char Single_Read(unsigned char SlaveAddress,unsigned char REG_Address);

 

/*******************************************************************************

// file                :  i2c_conf.c

// MCU                : STM32F103VET6

// IDE                : Keil uVision4

// date                £º2014.2.28

*******************************************************************************/

#include “i2c_conf.h”

#define SCL_H         GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_6       

#define SCL_L         GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_6         

#define SDA_H         GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_7

#define SDA_L         GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_7

#define SCL_read      GPIOB->IDR  & GPIO_Pin_6        //IDR:¶Ë¿ÚÊäÈë¼Ä´æÆ÷¡£

#define SDA_read      GPIOB->IDR  & GPIO_Pin_7

                     

void I2C_GPIO_Config(void)

{

  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 

 

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_6;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;   //¿ªÂ©Êä³öģʽ

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_7;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

void I2C_delay(void)

{

        

   int i=6; //ÕâÀï¿ÉÒÔÓÅ»¯ËÙ¶È    £¬¾­²âÊÔ×îµÍµ½5»¹ÄÜдÈë

   while(i) 

   { 

     i–; 

   }  

}

void delay5ms(void)

{

        

   int i=5000;  

   while(i) 

   { 

     i–; 

   }  

}

int I2C_Start(void)

{

    SDA_H;                                            //II2ЭÒé¹æ¶¨±ØÐëÔÚʱÖÓÏßΪµÍµçƽµÄÇ°ÌáÏ£¬²Å¿ÉÒÔÈà Êý¾ÝÏßÐźŸıä

    SCL_H;

    I2C_delay();

    

    if(!SDA_read)

        return FALSE;                //SDAÏßΪµÍµçƽÔò×ÜÏßæ,Í˳ö

    SDA_L;                                

    

    I2C_delay();

    

    if(SDA_read) 

        return FALSE;                //SDAÏßΪ¸ßµçƽÔò×ÜÏß³ö´í,Í˳ö

    SDA_L;                                

    

    I2C_delay();                    

    

    return TRUE;

}

void I2C_Stop(void)

{

    SCL_L;

    I2C_delay();

    SDA_L;

    I2C_delay();

    

    SCL_H;

    I2C_delay();

    SDA_H;

    I2C_delay();

} 

void I2C_Ack(void)

{    

    SCL_L;

    I2C_delay();

    SDA_L;

    I2C_delay();

    SCL_H;

    I2C_delay();

    SCL_L;

    I2C_delay();

}   

void I2C_NoAck(void)

{    

    SCL_L;

    I2C_delay();

    SDA_H;

    I2C_delay();

    SCL_H;

    I2C_delay();

    SCL_L;

    I2C_delay();

} 

int I2C_WaitAck(void)      //·µ»ØΪ:=1ÓÐACK,  =0ÎÞACK

{

    SCL_L;

    I2C_delay();

    SDA_H;            

    I2C_delay();

    SCL_H;

    I2C_delay();

    if(SDA_read)

    {

      SCL_L;

      I2C_delay();

      return FALSE;

    }

    SCL_L;

    I2C_delay();

    return TRUE;

}

void I2C_SendByte(u8 SendByte) //Êý¾Ý´Ó¸ßλµ½µÍλ//

{

    u8 i=8;

    while(i–)

    {

        SCL_L;

        I2C_delay();

            

      if(SendByte&0x80)        // 0x80 = 1000 0000;

        SDA_H;  

      else 

        SDA_L;   

            

        SendByte<<=1;   // SendByte×óÒÆһλ¡£

        I2C_delay();

            

                SCL_H;

        I2C_delay();

    }

    SCL_L;

}  

unsigned char I2C_RadeByte(void)  //Êý¾Ý´Ó¸ßλµ½µÍλ//

{ 

    u8 i=8;

    u8 ReceiveByte=0;

    SDA_H;                

    while(i–)

    {

      ReceiveByte<<=1;      //×óÒÆһ룬

            

      SCL_L;

      I2C_delay();

            

            SCL_H;

      I2C_delay();    

            

      if(SDA_read)

      {

        ReceiveByte”=0x01; //дÈë

      }

    }

    SCL_L;

    return ReceiveByte;

} 

int Single_Write(uchar SlaveAddress,uchar REG_Address,uchar REG_data)             

{

      if(!I2C_Start())

            return FALSE;

    I2C_SendByte(SlaveAddress);   //·¢ËÍÉ豸µØÖ·+дÐźŠ   //I2C_SendByte(((REG_Address & 0x0700) >>7) | SlaveAddress & 0xFFFE);    //ÉèÖøßÆðʼµØÖ·+Æ÷¼þµØÖ· 

    

        if(!I2C_WaitAck())

        {

            I2C_Stop(); 

            return FALSE;

        }

    

        I2C_SendByte(REG_Address );   //ÉèÖõÍÆðʼµØÖ·      

    I2C_WaitAck();    

    

        I2C_SendByte(REG_data);

    I2C_WaitAck();   

    

        I2C_Stop(); 

    delay5ms();

    return TRUE;

}

unsigned char Single_Read(unsigned char SlaveAddress,unsigned char REG_Address)

{   

    unsigned char REG_data; 

    

        if(!I2C_Start())

            return FALSE;

    I2C_SendByte(SlaveAddress); //I2C_SendByte(((REG_Address & 0x0700) >>7) | REG_Address & 0xFFFE);//ÉèÖøßÆðʼµØÖ·+Æ÷¼þµØÖ· 

    if(!I2C_WaitAck())

        {

            I2C_Stop();

            return FALSE;

        }