飞控系统是无人机（jī）的核心控制装置，相当于无人机（jī）的（de）大脑，是（shì）否装有飞控系统也是无（wú）人机区别于普（pǔ）通航（háng）空模型的重要标志。
在（zài）经历了早期的遥控飞行后（hòu），目前其导航（háng）控制（zhì）方（fāng）式已经发展为自（zì）主飞行和智能飞行。导航方式的改变对（duì）飞（fēi）行控制计算机的精度提出了（le）更高的要求；随着小型（xíng）无人机执行任（rèn）务复杂（zá）程度（dù）的增加，对飞控计算机（jī）运算速度（dù）的要求也更高；而小型化的（de）要求对飞控计算（suàn）机（jī）的功耗和（hé）体积也（yě）提（tí）出了很高（gāo）的要求。高（gāo）精度不仅要求计算机的控制精度高，而且（qiě）要求（qiú）能够运行复杂的控制算（suàn）法，小型化则要求（qiú）无人（rén）机的体积小，机动（dòng）性好（hǎo），进而要求控制计算机（jī）的体积（jī）越小越好。
在众多处理器芯片中，最适合小型飞控计算机（jī）CPU的芯片当属TI公司的TMS320LF2407，其运（yùn）算速度以及众多的外围（wéi）接口（kǒu）电路很适合用来完成对（duì）小型无人机的实时控制功能。
它采用哈佛（fó）结构、多级流（liú）水线操作，对（duì）数据和指令同（tóng）时（shí）进行读取，片内自（zì）带资源（yuán）包（bāo）括16路10位A／D转换器（qì）且带自动排序功能，保证（zhèng）最多16路有转换在同一转换期（qī）间进行，而不会增加CPU的开销（xiāo）；40路可单独编程（chéng）或（huò）复用的通（tōng）用输入／输出通道；5个外部中断；集成的串行通（tōng）信接（jiē）口（SCI），可（kě）使其具备（bèi）与（yǔ）系（xì）统内其他控制器进行异（yì）步（RS 485）通信的（de）能力（lì）；16位（wèi）同步串行外（wài）围接口（SPI）能方便地用来与其（qí）他的外围设备通信；还提供（gòng）看门狗定时器模块（WDT）和CAN通信模块。
飞（fēi）控（kòng）系统组成（chéng）模块
飞控（kòng）系统（tǒng）实时采集各传感（gǎn）器（qì）测量的飞行状态数据、接收无线电（diàn）测控（kòng）终（zhōng）端传（chuán）输的由地面测控站上（shàng）行信道送来的控制命令及数据，经计算处（chù）理，输出控制指令给执行机构，实现对无人机中各种飞行模态的控制和对（duì）任务设备的管理与控（kòng）制；同时将无人机的状态数据及（jí）发动机、机（jī）载电源系（xì）统、任务设备的工作状态参数实时传送给机载（zǎi）无线电数据终（zhōng）端，经无线电下行信（xìn）道发送（sòng）回地面（miàn）测（cè）控（kòng）站。
模（mó）块功能（néng）
各个（gè）功能模块组（zǔ）合在一起（qǐ），构成飞行控制系统的（de）核心（xīn），而主控制模块是飞控系统核心，它与信号调（diào）理模（mó）块、接口模块和舵机驱动模（mó）块（kuài）相组合，在（zài）只（zhī）需要（yào）修（xiū）改软件（jiàn）和（hé）简单改动外围（wéi）电路（lù）的基础上可以满足一系（xì）列小型无人机的飞行控制和飞行管理功能要（yào）求（qiú），从而实现一（yī）次开发（fā），多型号使用，降低（dī）系统开发成（chéng）本的（de）目的。系统主要完成如下功能：
（1）完成多路模拟信号的高精（jīng）度采集，包括陀螺信号、航向信号、舵偏角信（xìn）号、发动机转速、缸温信号、动静压传感器信号、电源电压信号等。
由于CPU自带A／D的精度和（hé）通道数有限，所以使用（yòng）了另外（wài）的数据采集（jí）电路，其（qí）片选和控制信号是通过EPLD中译码电路产生的。
（2）输出开关量信（xìn）号、模拟（nǐ）信号和（hé）PWM脉冲信号等能适应不同执行机构（如方向（xiàng）舵机、副翼（yì）舵机（jī）、升降舵机、气（qì）道和风门舵机等）的控制要求。
（3）利用多个通信信道，分别实现与机载（zǎi）数据终端、GPS信（xìn）号、数字（zì）量（liàng）传感器以及相关（guān）任务设备的通信。由于CPU自身的SCI通道配置的（de）串口不能满足系统要求，设计中（zhōng）使用（yòng）多串口扩展芯片（piàn）28C94来扩展8个串（chuàn）口。
系统软件设计（jì）
该系统的软件设计分为2部（bù）分，即逻辑电路芯片EPLD译码电路的程序设（shè）计（jì）和飞控系统的应用程（chéng）序设计。
逻辑电（diàn）路程序设计
EPLD 用（yòng）来（lái）构成数字逻辑控制电路，完成（chéng）译码和隔离（lí）以及为A／D，D／A，28C94提供片（piàn）选（xuǎn）信号和读（dú）／写控制（zhì）信号（hào）的功（gōng）能。
该（gāi）软件的设计采用原理图输入和 VERILOG HDL语言编程的混合设计方式，遵循设计输入（rù）→设计实（shí）现（xiàn）→设计校（xiào）验→器件编程的流程（chéng）。系统使用了两片ispLSI1048芯片，分别（bié）用来实现（xiàn）对 A／D，D／A的控制和对串口扩（kuò）展芯片28C94的控制，参数来源（yuán）于翼趣无人机（jī）网。
系统应用程序设计
由于（yú）C语言（yán）不（bú）但能够编（biān）写应（yīng）用程序、系统程（chéng）序，还（hái）能（néng）像汇编语言一样直接对（duì）计算机硬（yìng）件进（jìn）行控制（zhì），编写的程序可移植性强。由（yóu）于以DSP为核心（xīn）设（shè）计（jì）的系（xì）统中涉及到大量对外（wài）设端（duān）口的操作，以及（jí）考虑后续程（chéng）序移植的工作（zuò），所以飞（fēi）控（kòng）系统的应用（yòng）程序选用BC 3．1来设计，分别实现飞行（háng）控制和（hé）飞行（háng）管理（lǐ）功能（néng）。
软件按照功能（néng）划（huá）分为（wéi）4个模块：时间管理模块、数据（jù）采集与处理模块、通信（xìn）模块、控制律解算模块。
通过时间管理模块在毫秒级（jí）时间（jiān）内对无（wú）人（rén）机（jī）进行实（shí）时控制；数据采集模块采集无人机的飞行状态、姿态参数以及（jí）飞行参数、飞行状态及飞行参数进行遥测编码并通过串行（háng）接（jiē）口传送至机载数据终端，通过无线数据信道发送到（dào）地（dì）面控制站进（jìn）行飞（fēi）行监控；姿态参（cān）数通过软（ruǎn）件内部接口（kǒu）送（sòng）控制律解算模块进（jìn）行解算，并将结果（guǒ）通过D／A通（tōng）道（dào）送（sòng）机载（zǎi）伺服系统（tǒng），控制（zhì）舵机运行，达到调（diào）整、飞机飞行姿态的目的；通信模块完成飞控计算机与其他机（jī）载（zǎi）外设之间的数据交换功（gōng）能。
利用高速DSP控制芯片在控制（zhì）律计算和数据处理方面的（de）优势（shì）及其丰富（fù）的外部（bù）资源，配合大规模可（kě）编程逻辑器（qì）件CPLD以及串行接口（kǒu）扩展芯片28C94设计小型机载（zǎi）飞控计算机，以其（qí）为核心设（shè）计的小型无人机飞控系统具（jù）有功能全，体积小（xiǎo），重量轻，功耗低的（de）特（tè）点，很好地满（mǎn）足（zú）了小型无人（rén）机对飞控（kòng）计算机高精度（dù）、小型化（huà）、低成本（běn）的要（yào）求。该设（shè）计已（yǐ）成（chéng）功（gōng）应用于（yú）某验证（zhèng）无人机系统。
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