[发明专利]小型无人飞行器舵机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型无人飞行器舵机控制装置，尤其是涉及一种超小型无人直升机舵机控制装置，属于超小型无人机技术领域。

背景技术

舵机控制系统是无人飞行器中的一个重要设备，是飞行控制计算机和舵机之间的接口，用来直接对舵机进行操作从而控制飞机的运行状态。由于小型无人飞行器体积小、重量轻，飞行中极易受到环境干扰而破坏自主飞行；同时，小型无人飞行器往往电磁环境复杂，容易引起控制系统失控，常有摔机的风险。为了避免飞行事故，就要求飞行器舵机控制装置能抗干扰性强，可靠性高，并且在紧急情况下能及时切换到遥控方式。鉴于此，各研究机构都提出了不同的方案和装置，但是还未见有结构简单、可靠性高、编程简单并且价格低廉的成熟产品的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种小型无人飞行器舵机控制装置，结构简单、价格低廉，降低了系统的设计复杂性，并可以在线修改。

为实现上述目的，本发明的构思是：装置采用数字集成电路，双面电路板，选用一款高性能高集成度的系统级微处理器作为主控芯片的同时，另采用一款CPLD作为I/O扩展和辅助处理，在扩展I/O的同时，为主控芯片减轻负担，发挥各自的优点，使系统结构简单，集成度高；同时微处理器带有的高速同步SPI串行口或UART串行口可与上位机通信。在CPLD中实现电子开关，使该装置既可以由遥控手自由操控无人飞行器，又可以由上位机来控制无人飞行器的飞行，可以自由切换到多种飞行控制模式。

根据上述构思，本发明采用如下方案：

一种小型无人飞行器舵机控制装置，包括一个复杂可编程逻辑器件CPLD和一个单片机，其特征在于CPLD与接收机的舵机控制信号输入通道和切换控制方式信号输入通道相连；CPLD输出的舵机控制信号经过低通滤波器后接入舵机；CPLD还有输出舵机控制信号的端口和输出模式切换信号的端口连接单片机的信号采样端口；单片机有六路脉宽舵机控制信号输出通道端口与CPLD相连；CPLD采用有源晶振，并输出时钟信号作为单片机的时钟信号；装置还有数据通讯串行口和程序写入口引出。所述的CPLD中实现有具有六路通道的电子开关；所述的CPLD中实现有三个12位计数器，分别识别三路所述的接收机切换控制方式信号通道的输入信号，经过比较和编码后，输出六路电子开关控制信号，决定电子开关各通道的连接，并将编码信号传递给所述的单片机；所述的接收机舵机控制信号通道的输入信号和所述的单片机输出的六路脉宽舵机控制信号接入电子开关，经过电子开关的选择连接后进入所述的低通滤波器，然后接入舵机；所述的CPLD采用有源晶振，并输出时钟信号作为所述的单片机的时钟信号；所述的单片机采用其上集成的SPI串行口或UART串行口与上位机通讯。

上述的CPLD采用EPM240T100C5型CPLD。

上述单片机采用C8051F410型单片机。

上述的低通滤波器共有六路，各由一个电阻和一个电容组成，分别对应CPLD输出的六路舵机控制信号。

上述的数据通讯串行口采用上述的单片机上集成的SPI串行口或UART串行口。

上述的有源晶振采用KC7050A-C3芯片。

本发明与现有技术相比较，具有如下的突出实质性特点和显著优点：本发明采用单片机和CPLD相结合，具有结构简单、价格低廉、可靠性高、易于实现，并且具有编程简单，可在线编程修改系统的优点。可适用于使用比例舵机的各种小型无人飞行器。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明的一个实施例的电路原理图。

图3是图1示例的CPLD中实现的CPLD层次结构示意图。

具体实施方式

本发明的一个优选实施例结合附图说明如下：