多旋翼無(wú)人飛行器嵌入式飛控開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)-基于STM32系列微控制器的代碼實(shí)現(xiàn)-課件奚海蛟 3.3 無(wú)人機(jī)電池電壓的讀取（ADC+DMA）-3.7 無(wú)人機(jī)MAVLink消息的收發(fā)

多旋翼無(wú)人機(jī)飛行器嵌入式飛控開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)無(wú)人機(jī)電池電壓讀取-ADC+DMA1234無(wú)人機(jī)電池電壓讀取-ADC+DMA5無(wú)人機(jī)控制信號(hào)-PWM輸出無(wú)人機(jī)狀態(tài)指示燈控制無(wú)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘配置無(wú)人機(jī)電池電壓采集基礎(chǔ)-ADC6無(wú)人機(jī)遙控信號(hào)-PWM輸入捕獲無(wú)人機(jī)電池電壓讀取-ADC+DMA了解ADC和DMA的原理，熟練ARMCortex-M系列芯片的GPIO的配置。01通過(guò)配置STM32F407芯片ADC對(duì)應(yīng)的GPIO與ADC相關(guān)寄存器以及針對(duì)ADC，實(shí)現(xiàn)通過(guò)DMA傳輸ADC數(shù)據(jù)。02無(wú)人機(jī)電池電壓讀取-ADC+DMA無(wú)人機(jī)電池電壓讀取-ADC+DMA配置STM32F407芯片ADC對(duì)應(yīng)的GPIO與ADC相關(guān)寄存器以及針對(duì)ADC，實(shí)現(xiàn)通過(guò)DMA傳輸ADC數(shù)據(jù)。練習(xí)簡(jiǎn)述ADC+DMA實(shí)現(xiàn)過(guò)程。01代碼實(shí)現(xiàn)其他ADC+DMA。02無(wú)人機(jī)控制信號(hào)-PWM輸出1234無(wú)人機(jī)電池電壓讀取-ADC+DMA5無(wú)人機(jī)控制信號(hào)-PWM輸出無(wú)人機(jī)狀態(tài)指示燈控制無(wú)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘配置無(wú)人機(jī)電池電壓采集基礎(chǔ)-ADC6無(wú)人機(jī)遙控信號(hào)-PWM輸入捕獲無(wú)人機(jī)控制信號(hào)-PWM輸出了解ARMCortex-M系列芯片的定時(shí)器的工作原理。01通過(guò)配置STM32F407芯片定時(shí)器相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)PWM輸出。02PWM原理

脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation”的縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱(chēng)脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是對(duì)脈沖寬度的控制。STM32F4定時(shí)器通用定時(shí)器基本結(jié)構(gòu)12345616位（TIM3和TIM4）或32位（TIM2和TIM5）遞增、遞減和遞增/遞減自動(dòng)重載計(jì)數(shù)器。16位可編程預(yù)分頻器，用于對(duì)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率進(jìn)行分頻（即運(yùn)行時(shí)修改），分頻系數(shù)介于1到65536之間。多達(dá)4個(gè)獨(dú)立通道使用外部信號(hào)控制定時(shí)器且可實(shí)現(xiàn)多個(gè)定時(shí)器互連的同步電路發(fā)生事件時(shí)生成中斷/DMA請(qǐng)求支持定位用增量（正交）編碼器和霍爾傳感器電路7支持定位用增量（正交）編碼器和霍爾傳感器電路控制寄存器（TIMx_CR1）位9:8：時(shí)鐘分頻位7

：自動(dòng)重載預(yù)裝載使能位6:5：中心對(duì)齊模式選擇位4

：方向位3：?jiǎn)蚊}沖模式位2：更新請(qǐng)求源位1：更新禁止位0：計(jì)數(shù)器使能控制寄存器（TIMx_CR2）位7：TI1選擇位6:4MMS：主模式選擇位3CCDS：捕獲/比較DMA選擇捕獲/比較模式寄存器（TIMx_CCMR1）位15：輸出比較2清零使能位14:12：輸出比較2模式位11：輸出比較2預(yù)裝載使能位10：輸出比較2快速使能位9:8：捕獲/比較2選擇位7：輸出比較1清零使能位6:4：輸出比較1模式位3：輸出比較1預(yù)裝載使能位2：輸出比較1快速使能位1:0：捕獲/比較1選擇捕獲/比較使能寄存器（TIMx_CCER）位15：捕獲/比較4輸出極性位13：捕獲/比較4輸出極性位12：捕獲/比較4輸出使能位11：捕獲/比較3輸出極性位9

：捕獲/比較3輸出極性位8

：捕獲/比較3輸出使位7：捕獲/比較2輸出極性位5：捕獲/比較2輸出極位4：捕獲/比較2輸出使能位3：捕獲/比較1輸出極性位1：捕獲/比較1輸出極性位0：捕獲/比較1輸出使能標(biāo)準(zhǔn)OCx通道的輸出控制位預(yù)分頻器（TIMx_PSC）位15:0：預(yù)分頻器值自動(dòng)重載寄存器（TIMx_ARR）位15:0：自動(dòng)重載值飛控板電路原理圖無(wú)人機(jī)控制信號(hào)-PWM輸出配置STM32F407芯片定時(shí)器相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)PWM輸出。練習(xí)簡(jiǎn)述PWM輸出的過(guò)程。01代碼實(shí)現(xiàn)其他PWM輸出。02無(wú)人機(jī)遙控信號(hào)-PWM輸入捕獲1234無(wú)人機(jī)電池電壓讀取-ADC+DMA5無(wú)人機(jī)控制信號(hào)-PWM輸出無(wú)人機(jī)狀態(tài)指示燈控制無(wú)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘配置無(wú)人機(jī)電池電壓采集基礎(chǔ)-ADC6無(wú)人機(jī)遙控信號(hào)-PWM輸入捕獲無(wú)人機(jī)控制信號(hào)-PWM輸出了解ARMCortex-M系列芯片的定時(shí)器的工作原理。01通過(guò)配置STM32F407芯片定時(shí)器相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)PWM輸入捕獲。02PWM輸入捕獲

PWM輸入模式是輸入捕獲模式的一個(gè)特例，需要占用兩個(gè)捕獲寄存器，這兩個(gè)寄存器可分別測(cè)出輸入PWM波的周期和占空比。PWM輸入模式控制寄存器（TIMx_CR1）位9:8：時(shí)鐘分頻位7

：自動(dòng)重載預(yù)裝載使能位6:5：中心對(duì)齊模式選擇位4

：方向位3：?jiǎn)蚊}沖模式位2：更新請(qǐng)求源位1：更新禁止位0：計(jì)數(shù)器使能DMA/中斷使能寄存器（TIMx_DIER）位14：觸發(fā)DMA請(qǐng)求使能位12：捕獲/比較4DMA請(qǐng)求使能位11：捕獲/比較3DMA請(qǐng)求使能位10：捕獲/比較2DMA請(qǐng)求使能位9

：捕獲/比較1DMA請(qǐng)求使能位8

：更新DMA請(qǐng)求使能位6：觸發(fā)信號(hào)(TRGI)中斷使能位4：捕獲/比較4中斷使能位3：捕獲/比較3中斷使能位2：捕獲/比較2中斷使能位1：捕獲/比較1中斷使能位0：更新中斷使能捕獲/比較模式寄存器（TIMx_CCMR1）位15：輸出比較2清零使能位14:12：輸出比較2模式位11：輸出比較2預(yù)裝載使能位10：輸出比較2快速使能位9:8：捕獲/比較2選擇位7：輸出比較1清零使能位6:4：輸出比較1模式位3：輸出比較1預(yù)裝載使能位2：輸出比較1快速使能位1:0：捕獲/比較1選擇捕獲/比較使能寄存器（TIMx_CCER）位15：捕獲/比較4輸出極性位13：捕獲/比較4輸出極性位12：捕獲/比較4輸出使能位11：捕獲/比較3輸出極性位9

：捕獲/比較3輸出極性位8

：捕獲/比較3輸出使位7：捕獲/比較2輸出極性位5：捕獲/比較2輸出極位4：捕獲/比較2輸出使能位3：捕獲/比較1輸出極性位1：捕獲/比較1輸出極性位0：捕獲/比較1輸出使能預(yù)分頻器（TIMx_PSC）位15:0：預(yù)分頻器值自動(dòng)重載寄存器（TIMx_ARR）位15:0：自動(dòng)重載值電路原理圖無(wú)人機(jī)控制信號(hào)-PWM輸出配置STM32F407芯片定時(shí)器相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)PWM輸入捕獲。練習(xí)簡(jiǎn)述PWM輸入捕獲過(guò)程。01代碼實(shí)現(xiàn)其他PWM輸入捕獲。02本章通過(guò)對(duì)STM32的USART以及DMA介紹基于MAVLink通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā)。第4章無(wú)人機(jī)通信1234無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA5無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)1234無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA5無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)了解串口的工作原理、ARMCortex-M系列芯片的串口的分類(lèi)01通過(guò)配置STM32F407芯片的串口驅(qū)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)串口通信。02無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)串口作為MCU的重要外部接口，同時(shí)也是軟件開(kāi)發(fā)重要的調(diào)試手段。通用同步異步收發(fā)器（USART）能夠靈活地與外部設(shè)備進(jìn)行全雙工數(shù)據(jù)交換，滿(mǎn)足外部設(shè)備對(duì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NRZ異步串行數(shù)據(jù)格式的要求。USART通過(guò)小數(shù)波特率發(fā)生器提供了多種波特率，通過(guò)配置多個(gè)緩沖區(qū)使用DMA可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。串口結(jié)構(gòu)串口異步通信需要定義的參數(shù)狀態(tài)寄存器（USART_SR）數(shù)據(jù)寄存器（USART_DR）波特率寄存器（USART_BRR）控制寄存器（USART_CR1）控制寄存器（USART_CR2）控制寄存器（USART_CR3）原理圖無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)通過(guò)配置STM32F407芯片的串口驅(qū)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)串口通信練習(xí)簡(jiǎn)述串口輪詢(xún)實(shí)現(xiàn)過(guò)程。01實(shí)現(xiàn)其他串口輪詢(xún)。02無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷1234無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA5無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷了解串口的工作原理、ARMCortex-M系列芯片的串口的分類(lèi)以及串口的中斷響應(yīng)01通過(guò)配置STM32F407芯片的串口和中斷，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)02中斷中斷是指當(dāng)CPU執(zhí)行程序時(shí)，由于發(fā)生了某種隨機(jī)的事件（外部或內(nèi)部），引起CPU暫時(shí)中斷正在運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段特殊的服務(wù)程序（中斷服務(wù)子程序或中斷處理程序），以處理該事件，該事件處理完后又返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行，這一過(guò)程就稱(chēng)為中斷，引發(fā)中斷地稱(chēng)為中斷源。嵌套向量中斷控制器NVIC，全稱(chēng)：Nestedvectoredinterruptcontroller，即嵌套向量中斷控制器。Cortex-M4具有82個(gè)可屏蔽中斷通道，16個(gè)可編程中斷優(yōu)先級(jí)（使用4位中斷優(yōu)先級(jí)）。中斷優(yōu)先級(jí)是指，假設(shè)有兩中斷先后觸發(fā)，已經(jīng)在執(zhí)行的中斷優(yōu)先級(jí)如果沒(méi)有后觸發(fā)的中斷優(yōu)先級(jí)高，就會(huì)先處理優(yōu)先級(jí)高的中斷。中斷向量表無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷通過(guò)配置STM32F407芯片的串口和中斷，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)練習(xí)簡(jiǎn)述串口中斷和串口輪詢(xún)的區(qū)別。01簡(jiǎn)述串口中斷的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。02無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA1234無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA5無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA了解DMA的工作原理01通過(guò)配置STM32F407芯片的DMA，來(lái)完成通過(guò)DMA實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)收發(fā)02DMADMA，全稱(chēng)：DirectMemoryAccess，直接存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)用于在外設(shè)與存儲(chǔ)器之間以及存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間提供高速數(shù)據(jù)傳輸。可以在無(wú)需任何CPU

操作的情況下通過(guò)DMA快速移動(dòng)數(shù)據(jù)。這樣節(jié)省的CPU資源可供其它操作使用。外設(shè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器DMA控制器DMA控制器可以執(zhí)行的事務(wù)外設(shè)到存儲(chǔ)器的傳輸存儲(chǔ)器到外設(shè)的傳輸存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的傳輸?shù)椭袛酄顟B(tài)寄存器（DMA_LISR）高中斷狀態(tài)寄存器（DMA_HISR）數(shù)據(jù)流x配置寄存器（DMA_SxCR）數(shù)據(jù)流x數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)寄存器（DMA_SxNDTR）數(shù)據(jù)流x外設(shè)地址寄存器（DMA_SxPAR）STM32F407的時(shí)鐘框圖DMA通道列表無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA通過(guò)配置STM32F407芯片的DMA，來(lái)完成通過(guò)DMA實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)收發(fā)練習(xí)簡(jiǎn)述串口+DMA數(shù)據(jù)解析的過(guò)程。01獨(dú)立設(shè)計(jì)一組數(shù)據(jù)格式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送、解析。02無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA1234無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA5無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA了解數(shù)據(jù)幀解析的方法01在使用DMA進(jìn)行串口數(shù)據(jù)收發(fā)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀解析02數(shù)據(jù)幀消息頭（1）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（1）命令號(hào)（2）數(shù)據(jù)（LEN）校驗(yàn)位(1)STARTLENCMD1、CMD2DATAFCS狀態(tài)機(jī)1信息頭狀態(tài)2數(shù)據(jù)長(zhǎng)狀態(tài)3CMD1狀態(tài)6校驗(yàn)狀態(tài)5數(shù)據(jù)狀態(tài)4CMD2狀態(tài)無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA在使用DMA進(jìn)行串口數(shù)據(jù)收發(fā)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀解析練習(xí)簡(jiǎn)述串口+DMA數(shù)據(jù)解析的過(guò)程。01獨(dú)立設(shè)計(jì)一組數(shù)據(jù)格式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送、解析。02無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)1234無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)幀解析-串口DMA5無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口輪詢(xún)無(wú)人機(jī)通信基礎(chǔ)-串口中斷無(wú)人機(jī)消息數(shù)據(jù)收發(fā)-串口DMA無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)掌握Mavlink通信協(xié)議的原理01能夠增加自定義通信協(xié)議包，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和收發(fā)校驗(yàn)02無(wú)人機(jī)Mavlink消息收發(fā)Mavlink協(xié)議最早由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院計(jì)算機(jī)視覺(jué)與幾何實(shí)驗(yàn)組的LorenzMeier