STM32 四轴无人机的设计——代码整体设计_基于stm32f411单片机的四轴无人机设计思路

1、前言

从现在开始我们要接触一个完整的工程，所以我们要对整个工程进行分析，将硬件设计、软件设计模块化，一个模块一个模块的完成，最后将各个模块融合在一起，就是我们整个工程。模块化设计是现在代码开发非常重要的思想，上一篇我已经完成了距离检测和报警模块，后续将补充遥控、陀螺仪、上位机、低通滤波、PID等代码设计，因为这些代码我已经在stm32基础篇中逐个完成，现在我要做的是将之前的各个代码进行整理合并，再加入PID对程序整体控制，即可完成四旋翼的设计。

2、无人机设计整体思路

因为stm32是单线程cpu，所以我准备将程序设计为四个频率的循环，1000Hz、500Hz、250Hz，5Hz四个大程序。看图

3、设计解释

程序中控制程序执行的相当于是程序心脏，心脏使用TIM7（简单定时器）设置计数溢出中断即可，1ms一次中断，算是查询的一种。
底层驱动不再赘述
先看1000Hz、500Hz、250Hz的设计
首先陀螺仪的数据至关重要，所以不管陀螺仪数据是否被使用，前提是陀螺仪数据都需要最近一次的飞行姿态，所以陀螺仪数据频率最高。
只有有了陀螺仪数据，PID算法才能正常执行，所以PID算法要稍晚于陀螺仪数据，PID内环程序包括了将PWM信号写入电机，所以要高于外环程序。
继续看5Hz程序。
按惯常思维，遥控器数据和测距报警应该是越快越好，但是这里由于硬件原理的限制，设置为5Hz，（1）测距模块使用的是超声波，超声波测距原理周期最少需要70ms，所以为了保证数据正确性，只能设置低赫兹。（2）遥控器数据接收，这个数据是非常重要的，但是由于我设定的是使用PPM信号，PPM信号周期为20ms，所以为了确保数据有效，设置为5Hz，后期也可以根据需要提高PPM的数据处理频率。测距模块可以升级为激光测距，也可以提高。
但是因为是第一次设计，所以按照现有的来，后续慢慢升级。

4、总结

通过分析，看样子无人机设计也很简单，其实不然，只是总结的比较简单，内部有很多需要我们潜心研究的地方，比如，超声波测距有两种方法：（1）IO口的高低电平变化计时，（2）通过定时器的输入捕获功能。所以在程序模块化设计的时候有很多方法，有麻烦的也有简单的，麻烦的数据更加精确，简单的逻辑更加清晰，这些都是程序设计时候会碰到的问题，需要我们自己选择，当然程序设计技术高低也反应的产品的价值。一起加油啊