飞控系统是无人机（jī）的核心控（kòng）制装置，相当于（yú）无人（rén）机的（de）大（dà）脑，是否装（zhuāng）有飞控（kòng）系统（tǒng）也是（shì）无人机区（qū）别于普通航空模型的重要（yào）标志。
在经历了早期的遥控飞行后，目前其（qí）导航控制方式已经发展（zhǎn）为自主飞行和智能飞行。导航方式的改变对飞行控制计算机的（de）精（jīng）度提出了更高的（de）要求；随着小（xiǎo）型无人机（jī）执行（háng）任务复杂程度（dù）的（de）增（zēng）加，对飞控计算机运（yùn）算速度的（de）要求也更高；而小型化的要求对飞控计算（suàn）机的（de）功（gōng）耗（hào）和体积（jī）也提出了很高的要（yào）求。高精度不仅要（yào）求计算机的（de）控（kòng）制精度（dù）高，而（ér）且（qiě）要求能（néng）够（gòu）运行复杂的控制算（suàn）法，小型化则要（yào）求（qiú）无人机的体（tǐ）积（jī）小，机动（dòng）性（xìng）好（hǎo），进而要求控制计算机的（de）体积越小越好。
在（zài）众多处理器芯片（piàn）中，最适合小（xiǎo）型飞控计算（suàn）机（jī）CPU的芯片当（dāng）属TI公司的TMS320LF2407，其运算速度以及（jí）众多的外围（wéi）接口电（diàn）路（lù）很适合用（yòng）来完成对（duì）小型无人机的实时（shí）控制功（gōng）能。
它采用哈佛结（jié）构、多级流水（shuǐ）线（xiàn）操作，对数（shù）据和指令（lìng）同时进行读取（qǔ），片内自带资源包括16路10位（wèi）A／D转（zhuǎn）换器且带自（zì）动排序功能，保（bǎo）证最多16路有（yǒu）转换在同一转换期间进（jìn）行，而不会增加CPU的开销；40路可单（dān）独编程或（huò）复（fù）用的（de）通用（yòng）输入／输出通道；5个外部中断；集（jí）成的（de）串行通信接口（SCI），可使其具备与（yǔ）系统内其他（tā）控（kòng）制器进（jìn）行异步（RS 485）通信的能力（lì）；16位同步串行（háng）外围接口（kǒu）（SPI）能方便（biàn）地用（yòng）来（lái）与其他的外围设（shè）备通信；还提供看门狗定时（shí）器模块（kuài）（WDT）和CAN通信（xìn）模块。
飞控系统组成模块
飞控系统实时采集各传感器（qì）测量的飞行状态数据（jù）、接收无线电测（cè）控终端传（chuán）输（shū）的由（yóu）地面测控站上行信道送来的控制命令及数（shù）据，经计算（suàn）处理，输出控制（zhì）指令给执（zhí）行机构，实（shí）现对无（wú）人机中各（gè）种飞行模态（tài）的（de）控制和对任（rèn）务设备的管理与控制；同时将无（wú）人机（jī）的状态数据及发（fā）动机、机载（zǎi）电源（yuán）系统、任务设备的（de）工（gōng）作状（zhuàng）态参数实时传送给（gěi）机载（zǎi）无线电数据终端，经无线电（diàn）下行信道发送回地面（miàn）测控站。
模块功能
各个功（gōng）能（néng）模块（kuài）组合在一起，构成飞行控制系统（tǒng）的（de）核心，而（ér）主控制模（mó）块是飞控系统（tǒng）核心，它（tā）与信号调理模（mó）块（kuài）、接口模（mó）块和舵机（jī）驱动模块相组合，在（zài）只需要（yào）修改软件和简单（dān）改动外围电路（lù）的基础上可以满足一系列（liè）小型无人机的飞行控（kòng）制和飞（fēi）行管理功能要求，从而（ér）实（shí）现（xiàn）一次开（kāi）发，多型号使用，降低（dī）系（xì）统开发成本的目的。系统主要完成如（rú）下功（gōng）能：
（1）完成多（duō）路模拟信号（hào）的高精（jīng）度采集（jí），包（bāo）括陀螺信号、航向信号（hào）、舵偏角信号、发动机转（zhuǎn）速、缸温信（xìn）号、动静压（yā）传（chuán）感（gǎn）器信号（hào）、电源电压信号（hào）等。
由（yóu）于CPU自（zì）带（dài）A／D的精度和通道数（shù）有（yǒu）限（xiàn），所以使用了另外的（de）数据采集电路，其片选和控（kòng）制信号是通过EPLD中译码电路产生的。
（2）输出开关量信号、模（mó）拟信（xìn）号（hào）和PWM脉冲信号等能适（shì）应不（bú）同执行机（jī）构（如方向舵机、副翼舵机（jī）、升降舵机、气道和（hé）风（fēng）门舵（duò）机等（děng））的控制要求。
（3）利（lì）用多（duō）个通信信道（dào），分（fèn）别实现与机载数据终端、GPS信号（hào）、数字量（liàng）传感器（qì）以及相关（guān）任务（wù）设备的通信。由于CPU自身的（de）SCI通道配置的串口不能满足（zú）系统要求，设计中使用多串口扩展（zhǎn）芯片28C94来（lái）扩展8个串口。
系统软件（jiàn）设（shè）计
该（gāi）系统的软件设计分为2部分，即逻（luó）辑电路芯片EPLD译码电路的程序设计和（hé）飞控系（xì）统的应用程序设计。
逻辑电路程（chéng）序设（shè）计
EPLD 用来构（gòu）成数字（zì）逻辑（jí）控制电路，完成译码和隔（gé）离以及为（wéi）A／D，D／A，28C94提（tí）供片选信号和（hé）读（dú）／写（xiě）控制信号的功能。
该（gāi）软件的设计采用原理图输入和 VERILOG HDL语言编程的混（hún）合设（shè）计方式，遵循设（shè）计输（shū）入→设计实现→设计校验→器件编程的流程。系统使用了两片ispLSI1048芯片，分（fèn）别用来实现对 A／D，D／A的（de）控制和对（duì）串口扩展芯片28C94的（de）控（kòng）制，参数来源（yuán）于翼趣无人机网。
系（xì）统应用程序设计
由于C语言不但能够编写应（yīng）用（yòng）程序、系统程序，还能（néng）像汇编语言一样直接对（duì）计算机硬件进行（háng）控制，编写的程序可（kě）移（yí）植性（xìng）强（qiáng）。由于以DSP为（wéi）核心设计（jì）的系统（tǒng）中涉及到（dào）大量对外设端（duān）口（kǒu）的操作，以及考虑后续程序移植的工作，所以飞控系（xì）统的应用程序（xù）选（xuǎn）用（yòng）BC 3．1来设计，分别（bié）实现飞行控制和（hé）飞行管理功（gōng）能。
软件按照功能划分为4个模块：时间管理模块、数（shù）据采集与处理模（mó）块、通信模块、控制律解算模块（kuài）。
通过时间管理模块在（zài）毫秒级时间内对（duì）无人机（jī）进行实时控制；数据采集模块采集无人（rén）机的飞（fēi）行状态、姿态参数以及飞（fēi）行参数、飞行（háng）状态及飞行参数进（jìn）行遥（yáo）测编（biān）码并通过串行接口传送（sòng）至机载数据终端，通过无（wú）线数据信道发送到地面控制站进行（háng）飞行监控（kòng）；姿态（tài）参数通过软件内部接口送控（kòng）制律（lǜ）解（jiě）算模块（kuài）进（jìn）行解算，并将（jiāng）结果通过D／A通道送机载伺（sì）服系（xì）统，控制舵机运行，达到调整、飞机飞行姿（zī）态的目的；通信模块完成飞控（kòng）计（jì）算机（jī）与其他（tā）机载外设之间的数据（jù）交换功能。
利（lì）用高速DSP控（kòng）制芯片在控制（zhì）律计（jì）算和数（shù）据处（chù）理（lǐ）方（fāng）面的（de）优势及（jí）其丰富的外部资源，配合大规模可编程逻辑（jí）器件（jiàn）CPLD以及串行接（jiē）口扩展（zhǎn）芯片28C94设计（jì）小型机（jī）载飞控计算机，以其（qí）为核（hé）心（xīn）设计的小型无人机飞控系统具有功（gōng）能（néng）全，体积（jī）小，重量轻，功（gōng）耗低的特点，很好地满足了小型无人机对飞控计算机高精（jīng）度、小（xiǎo）型化（huà）、低成本的要求。该设计已（yǐ）成功应用于某验（yàn）证无人机系统。
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