飞控（kòng）系统是无人机的核心（xīn）控制装置，相当于无人机的大脑，是否装有飞控系统也（yě）是无（wú）人机区别于普通航（háng）空模型的（de）重要（yào）标志。
在经（jīng）历（lì）了早期的（de）遥控飞行后，目前其（qí）导航控制方（fāng）式已（yǐ）经（jīng）发展（zhǎn）为自主飞行和智能飞行。导航方（fāng）式的改（gǎi）变对（duì）飞行控制计（jì）算机（jī）的精度提出（chū）了更高的（de）要求；随（suí）着小型无（wú）人机执（zhí）行任（rèn）务复杂程度的增（zēng）加（jiā），对飞控计算（suàn）机运（yùn）算（suàn）速度的要求也更（gèng）高；而小型化（huà）的要（yào）求对飞控计算机的（de）功耗和体积（jī）也提出了很（hěn）高的要（yào）求。高（gāo）精度不仅要求计算机的控制精度高，而且要求（qiú）能够运行复杂的（de）控制算（suàn）法（fǎ），小型化（huà）则（zé）要求无人机的体积（jī）小，机（jī）动性（xìng）好，进而要求（qiú）控制计算机的体积越（yuè）小越（yuè）好。
在众多处（chù）理器芯（xīn）片中，最适合小型飞控计算机CPU的芯片当（dāng）属TI公司的TMS320LF2407，其运算速度以（yǐ）及众（zhòng）多的（de）外（wài）围接口（kǒu）电路很适合用来完（wán）成（chéng）对小型（xíng）无人机的（de）实时控（kòng）制功能。
它采用哈佛结构（gòu）、多级流水线操作，对数据和指（zhǐ）令同时进行读取，片内自带（dài）资源（yuán）包括16路（lù）10位A／D转换器且带自（zì）动（dòng）排序功能，保证最多16路有转（zhuǎn）换在同一转换期间进行，而不（bú）会增加CPU的开销；40路可单独编程或复用的通用输入／输出通道（dào）；5个外部中断；集成的串行通信接（jiē）口（SCI），可使其具备与系统内（nèi）其（qí）他控制（zhì）器进（jìn）行（háng）异步（RS 485）通信的能力（lì）；16位（wèi）同步串行外围接口（SPI）能方便地用（yòng）来（lái）与（yǔ）其他的外围设备通（tōng）信；还提供看门（mén）狗定时器（qì）模块（WDT）和CAN通信模块。
飞控（kòng）系统组成模（mó）块（kuài）
飞控（kòng）系统（tǒng）实时采集各（gè）传感器测量的飞行状（zhuàng）态数据、接收无（wú）线电测控终端（duān）传（chuán）输的（de）由地面（miàn）测控站上行（háng）信（xìn）道送来的控制命令及（jí）数据，经（jīng）计算处理，输出控制指令给（gěi）执行机构，实现（xiàn）对无人机中各种（zhǒng）飞行模态（tài）的（de）控制和对任（rèn）务设备（bèi）的（de）管（guǎn）理与控制；同时将无人（rén）机的状态数据及（jí）发动机、机载电源系统、任务设备的工作状态参数实时传送给机载无线电数据终端，经无线电下（xià）行信道发送回地面测控站。
模块功能
各个功能模块组合在一起，构成飞行控（kòng）制系统的核心，而主控制模块是（shì）飞控系（xì）统核（hé）心（xīn），它与信号（hào）调理模块、接口模块（kuài）和（hé）舵机驱动（dòng）模块相（xiàng）组（zǔ）合，在只需要修改软件和简单改动外围电路的基础（chǔ）上（shàng）可以满足一系列小型无人（rén）机（jī）的飞行控制和飞行管理功能（néng）要求，从而实现一次开发，多型号使用，降低系统开发（fā）成本的目的。系统主要完成如下功能：
（1）完成（chéng）多路模拟信号的高（gāo）精度（dù）采集，包括（kuò）陀螺信号、航向（xiàng）信号、舵（duò）偏角信号（hào）、发动机转速、缸温信号、动（dòng）静（jìng）压传感器（qì）信（xìn）号、电源电压信号等。
由（yóu）于CPU自带（dài）A／D的精（jīng）度和通道数（shù）有限，所以使用了另（lìng）外（wài）的数据采集电路，其片（piàn）选和控制信号是通过（guò）EPLD中译码电路产生的。
（2）输出（chū）开关量（liàng）信号、模拟信号和PWM脉冲信（xìn）号等能适应不同执（zhí）行机（jī）构（如方向舵机、副翼舵（duò）机、升（shēng）降舵（duò）机、气道和风门舵（duò）机等）的控（kòng）制要求。
（3）利（lì）用多（duō）个通（tōng）信信道，分别实（shí）现与机载数据（jù）终端、GPS信号、数字（zì）量传感器以及相关任务（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系统要求，设计中使（shǐ）用多串口扩展芯片28C94来扩展8个串口。
系统（tǒng）软件设计
该系统的软件设计分为2部（bù）分，即逻辑电路芯片EPLD译（yì）码电路的（de）程（chéng）序设（shè）计（jì）和飞控系统（tǒng）的应用（yòng）程序设计。
逻辑电路程序设计
EPLD 用来构成（chéng）数字逻辑（jí）控制（zhì）电路，完成译码和隔离以及（jí）为A／D，D／A，28C94提（tí）供片选信号和（hé）读／写（xiě）控制（zhì）信号的功（gōng）能。
该软件的设计（jì）采用（yòng）原理（lǐ）图（tú）输入和 VERILOG HDL语（yǔ）言编程的（de）混合设计方（fāng）式，遵循设计输入→设计实现→设计校验→器件编程的流程（chéng）。系统使用了两片ispLSI1048芯片，分别用来（lái）实现对 A／D，D／A的控制和对（duì）串口扩展芯片（piàn）28C94的控制，参（cān）数来源于翼趣（qù）无人机网。
系统应用程序设计
由于C语言不但（dàn）能够编写应用（yòng）程序、系统程序，还能像（xiàng）汇编语言（yán）一样直接对计算机硬件进（jìn）行控制（zhì），编写的程序可（kě）移植（zhí）性强。由（yóu）于以DSP为核心设计的系统中涉及到大量对（duì）外设端口的（de）操作，以及考虑后续（xù）程序（xù）移植的工作（zuò），所以飞控系统的应用程序选用BC 3．1来设计，分（fèn）别实现飞（fēi）行控（kòng）制和飞（fēi）行管（guǎn）理功能。
软（ruǎn）件按照功（gōng）能（néng）划分为4个模（mó）块：时间管理模块、数据采集与处理模块、通信模块、控（kòng）制律（lǜ）解算模块。
通过时（shí）间管理模块在毫秒级时间（jiān）内对无人机进（jìn）行实时控制；数据采集模块采集无人机的飞行状（zhuàng）态、姿态参数以及飞行参数、飞行状态（tài）及飞行参数（shù）进（jìn）行遥测（cè）编（biān）码并通过串行（háng）接口（kǒu）传送至机（jī）载数（shù）据终端（duān），通（tōng）过（guò）无线（xiàn）数据（jù）信道（dào）发送到地面控制站（zhàn）进行飞行监控；姿态参数通（tōng）过软（ruǎn）件内（nèi）部接口送控（kòng）制律解算模块进行解算，并（bìng）将结果通过D／A通（tōng）道送机载伺服（fú）系统，控制（zhì）舵机运行（háng），达（dá）到调整、飞机飞行姿态的目的；通信模（mó）块完成（chéng）飞（fēi）控计（jì）算机与其他机载（zǎi）外设之间（jiān）的数据交换功（gōng）能。
利用高速DSP控（kòng）制芯片在控（kòng）制律计（jì）算和数据（jù）处理（lǐ）方（fāng）面的（de）优势及其丰（fēng）富的外部资源，配（pèi）合大规（guī）模可编程逻辑器件CPLD以及（jí）串行接口扩（kuò）展芯片（piàn）28C94设（shè）计小型机（jī）载飞控计算机（jī），以其为（wéi）核（hé）心设计的小型无人机飞控系统具有功能全，体积（jī）小，重量轻，功耗低的（de）特点，很好地满足了（le）小（xiǎo）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。该设计已成（chéng）功应用（yòng）于（yú）某验证（zhèng）无人机系统。
咨询航拍服务可（kě）加昆明俊鹰无（wú）人机（jī）飞控手老鹰（yīng）的微（wēi）信laoyingfly |
