中科芯CKS32F103CBT6在無人機飛控系統中的應用

無人機市場前景

隨著人工智能技術的不斷發展,“無人機”與“智能駕駛”已成為智能科技的焦點。無人機具有體積小、造價低、使用方便、對環境要求低等優點，目前在航拍、農業、植保、自拍、快遞運輸、災難救援、觀察野生動物、監控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災、影視拍攝等領域，得到了廣泛的應用，發達國家也在積極擴展行業應用與發展無人機技術。

在全球市場，無人機正在從一個消費者產品逐步滲透到各行各業的應用當中，市場規模穩步擴大。2020年全球無人機市場規模約為225億美元，2021年市場規模達到256億美元。國內民用無人機市場將在未來3-5年內實現年均超過50%的高速增長，潛在市場空間達到千億級別。

無人機應用案例

無人機主要由機載飛控系統和地面測控系統兩部分。其中飛控系統以CKS32F103CBT6微控制器（MCU）為核心，芯片引腳圖如圖1所示。模塊包括數據采集系統、GPS模塊、遙控解碼模塊、舵機驅動模塊、數傳電臺模塊、電源模塊等。地面測控系統包括測控計算機、數傳電臺模塊、地面站軟件、發射機。穩定可靠的硬件系統是飛控系統研制成功與否的關鍵。

1. MCU進行LED、IMU、USART、PWM、ADC、TIMER和PID參數的初始化；

2. IMU的傳感測量值通過I2C接口輸入MCU，進行姿態解算，更新姿態信息；

3. 根據擴展傳感器模塊測量數據更新無人機的位置信息；

4. 位置控制器產生期望的姿態角，PID控制器根據當前姿態信息產生期望的控制量。將控制量轉化為對應占空比的PWM波輸入電機，進行轉速控制；

5. 將無人機信息通過數傳發送給地面站。

圖1 CKS32F103CBT6引腳示意圖

圖2 飛控系統外圍硬件設計

MCU芯片資源介紹

中科芯CKS32F103CBT6采用高性能的ARM?CortexTM-M3 32位RISC內核，最高工作頻率為72MHz，內置高速存儲器（FLASH最高可達128K字節，SRAM可達20K字節），豐富的增強I/O端口和聯接到兩條APB總線的外設。其中包含2個12位ADC、3個通用16位定時器和1個PWM定時器，此外，還包含標準和先進的通信接口：多達2個I2C和SPI接口、3個USART接口、1個USB接口和1個CAN接口。產品供電電壓為2.0V至3.6V，-40℃至+85℃的擴展溫度范圍，一系列的省電模式保證低功耗應用的要求。這些豐富的額外設配置，使得CKS32F103CBT6微控制器可使用于多種應用場合，如電機驅動和應用控制、醫療和手持設備、PC游戲外設和GPS平臺、工業應用等。

來源：中科芯MCU

審核編輯：湯梓紅