无人机开发之二：Pixhawk硬件架构

Posted 2021-03-20 hellocxz

Pixhawk硬件架构

Pixhawk的硬件架构整体框图

四轴外观连线图：

• 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：

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：

• 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