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无人机开发之二：pixhawk硬件架构

hellocxz hellocxz     2023-05-01     230

关键词：

Pixhawk硬件架构

Pixhawk的硬件架构整体框图

技术图片

四轴外观连线图：

技术图片

  • 组件购买:

    Pixhawk飞控 1个
    电调 4个
    电机 4个
    锂电池 22000 3C 1个
    电源模块 1个
    螺旋桨 4个
    安全开关 1个
    蜂鸣器 1个
    数传接收和发射 1套
    图传接受和发射 1套
    GPS 1个
    机架F450 1套
    遥控器和接收机 1套
    PPM编码器 1个
    平板 1个
    云台 1个
    相机 1个

Pixhawk芯片构成：

技术图片

硬件模块

  • 处理器：
    STM32F427 VIT6 (168 Mhz/256 KB RAM/2 MB 闪存 100Pin)
    32位 STM32F100C8T6 （48Pin）故障保护协处理器 ，平常用来控制输入信号采集（“Big – Little ”架构）
    晶振 24MHz 精度 15ppm 3325封装
  • 传感器：
    Invensense MPU6000 三轴加速度计/陀螺仪
    ST Micro L3GD20 16位陀螺仪
    ST Micro LSM303D 14位加速度计/磁力计
    MEAS MS5611气压计
  • 处理：
    双加速度计: MPU6000 1KHZ 和 LSM303D 800HZ （消除1KHZ 共振）
    双陀螺仪： 取平均
    双罗盘： 一个内置一个外置备用
    双GPS： 基于锁定状态和星数选择切换（或更复杂的切换机制、并可对比测试性能）
  • 其它模块：
    FM25V01 128K 非易失闪存
    TXS0108 通用电平驱动芯片（Usart 、舵机输出），隔离/增强驱动，无TTL转232功能
    LTC4417 电源管理芯片
    MIC5332 双输出超低压降 LDO
    BQ24315 电池管理芯片
    TCA62724 三色LED灯专用芯片
    LT3469 信号采集运放
    可外接 MS4522D 数字差压空速计 （6.6V ADC 输入）
  • 各种传感器对应的接口：
    空速计---IIC接口
    电源管理SMbus---IIC
    航灯接口---IIC
    BMA180角速度传感器----SPI
    地磁HMC5883---IIC/SPI
    L3GD20陀螺仪----SPI
    LSM303D角速度/地磁-----SPI
    超声波MB12xx----IIC
    MD25---IIC
    MPU6000----SPI
    MS5611气压计----SPI
    板载灯控制器TCA62724FMG-----IIC
    PC8574(IIC转并)----IIC
    PCA9685(IIC/PWM)-----IIC
    光流模块----IIC

飞控板和各部件连接图：

技术图片

  • 规定以下没有括号（）的表示网络标号，有括号（）的表示具体引脚：
    STM32 f427:Invensense MPU6000 三轴加速度计/陀螺仪
    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)
    电源VDD_3V3_SENSORS
    ST Micro L3GD20 16位陀螺仪：
    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)
    电源VDD_3V3_SENSORS
    ST Micro LSM303D 14位加速度计/磁力计：
    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)
    电源VDD_3V3_SENSORS
    MEAS MS5611气压计 ：
    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)
    电源VDD_3V3_SENSORS
    存储器：
    PB13(stm32f427)---FRAM_SCK---C(FM25V01)
    PB14(stm32f427)---FRAM_MISO---Q(FM25V01)
    PB13(stm32f427)---FRAM_MOSI---D(FM25V01)
    PD10(stm32f427)---FRAM_CS---S(FM25V01)
    电源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 电源
    PA11(stm32f427)---OTG_FS_DM
    PA12(stm32f427)---OTG_FS_DP
    PC0(stm32f427)--- VBUS_VALID USB电源有效标志
    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_数传：
    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路辅助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与stm32f100连接
    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
    安全开关：
    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：
    电源IO-VDD_3V3
    PA13(stm32f100)---IO-SWDIO
    PA14(stm32f100)---IO-SWCLK
    PB3(stm32f100)---IO-SWO
    卫星接收机：
    PA10(stm32f100)---IO-USART1_RX
    PB15(stm32f100)---IO-LED_AMBER
    PA10(stm32f100)--- VDD_3V3_SPEKTRUM 电源

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