多旋翼無(wú)人機(jī)飛行器嵌入式飛控開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)本章通過(guò)對(duì)STM32的I2C通信以及Flash的介紹，實(shí)現(xiàn)了EEPROM讀寫以及Flash的讀寫。第5章無(wú)人機(jī)參數(shù)存儲(chǔ)1硬件I2C讀寫EEPROM2硬件I2C+DMA讀寫EEPROM3模擬I2C通信4Flash讀寫硬件I2C讀寫EEPROM1硬件I2C讀寫EEPROM2硬件I2C+DMA讀寫EEPROM3模擬I2C通信4Flash讀寫硬件I2C讀寫EEPROM了解ARMCortex-M系列芯片的I2C通信原理01通過(guò)配置STM32F407芯片I2C相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)I2C讀寫EEPROM02I2C特性并行總線/I2C協(xié)議轉(zhuǎn)換器多主模式功能主從模式切換7位/10位尋址以及廣播呼叫的生成和檢測(cè)狀態(tài)標(biāo)志錯(cuò)誤標(biāo)志2個(gè)中斷向量可選的時(shí)鐘延長(zhǎng)內(nèi)部集成電路(I2C)接口支持不同的通信速度帶DMA功能的1字節(jié)緩沖可配置的PEC（數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤校驗(yàn)）生成或驗(yàn)證SMBus2.0兼容性PMBus兼容性I2C功能說(shuō)明數(shù)據(jù)引腳(SDA)時(shí)鐘引腳(SCL)I2C總線100kHz/400KHz串行格式并行格式模式選擇從發(fā)送器04010203主接收器從接收器主發(fā)送器模式選擇通信流程I2C接口會(huì)啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸并生成時(shí)鐘信號(hào)。串行數(shù)據(jù)傳輸始終是在出現(xiàn)起始位時(shí)開(kāi)始，在出現(xiàn)停止位時(shí)結(jié)束。起始位和停止位均在主模式下由軟件生成。在主模式下該接口能夠識(shí)別其自身地址（7或10位）以及廣播呼叫地址。廣播呼叫地址檢測(cè)可由軟件使能或禁止。在從模式下I2C時(shí)序I2C接口框圖從發(fā)送器的傳輸序列圖從接收器的傳輸序列圖主發(fā)送器的傳輸序列圖主接收器的傳輸序列圖I2C中斷請(qǐng)求I2C中斷映射圖I2C控制寄存器1(I2C_CR1)位15：軟件復(fù)位位13：SMBus報(bào)警位12：數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤校驗(yàn)位11：應(yīng)答PEC位置位10：應(yīng)答使能位9：生成停止位位8：生成起始位位7：禁止時(shí)鐘延長(zhǎng)位6：廣播呼叫使能位5：PEC使能位4：ARP使能位3：SMBus類型位1：SMBus模式位0：外設(shè)使能I2C控制寄存器2(I2C_CR2)位12：最后一次DMA傳輸位11：DMA請(qǐng)求使能位10：緩沖終端使能位9：事件中斷使能位8：錯(cuò)誤中斷使能位5：外設(shè)時(shí)鐘頻率I2C自有地址寄存器1(I2C_OAR1)位15：尋址模式位14：應(yīng)通過(guò)軟件始終保持為1位9:8：接口地址位7:1：接口地址位0：接口地址I2C自有地址寄存器2(I2C_OAR2)位7:1：接口地址位0：雙尋址模式使能I2C數(shù)據(jù)寄存器(I2C_DR)位7:0：8位數(shù)據(jù)寄存器I2C狀態(tài)寄存器1(I2C_SR1)位15：SMBus報(bào)警位14：超時(shí)或Tlow錯(cuò)誤位12：接收期間PEC錯(cuò)誤位11：上溢/下溢位10：應(yīng)答失敗位9：仲裁丟失位8：總線錯(cuò)誤位7：數(shù)據(jù)寄存器為空位6：數(shù)據(jù)寄存器非空位4：停止位檢測(cè)位3：發(fā)送10位頭位2：字節(jié)傳輸完成位1：地址已發(fā)送位0：起始位I2C狀態(tài)寄存器2(I2C_SR2)位15:8：數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤校驗(yàn)寄存器位7：雙標(biāo)志位6：SMBus主機(jī)頭位5：SMBus器件默認(rèn)地址位4：廣播呼叫地址位2：發(fā)送器/接收器位1：總線忙碌位0：主/從模式I2C時(shí)鐘控制寄存器(I2C_CCR)位15：I2C主模式選擇位14：快速模式占空比位11:0：快速/標(biāo)準(zhǔn)模式下的時(shí)鐘控制寄存器EEPROM從器件地址位24C02字節(jié)讀寫時(shí)序原理圖硬件I2C讀寫EEPROM通過(guò)配置STM32F407芯片I2C相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)I2C讀寫EEPROM練習(xí)簡(jiǎn)述硬件I2C讀寫過(guò)程。01簡(jiǎn)述I2C是讀寫事件描述。02硬件I2C+DMA讀寫EEPROM1硬件I2C讀寫EEPROM2硬件I2C+DMA讀寫EEPROM3模擬I2C通信4Flash讀寫硬件I2C+DMA讀寫EEPROM了解ARMCortex-M系列芯片的I2C、DMA通信原理01通過(guò)配置STM32F407芯片I2C相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)I2C+DMA讀取EEPROM02DMA數(shù)據(jù)流本次小節(jié)是以“硬件I2C讀寫EEPROM”為基礎(chǔ)，通過(guò)配置I2C的DMA傳輸方式來(lái)獲取數(shù)據(jù)硬件I2C+DMA讀寫EEPROM通過(guò)配置STM32F407芯片I2C相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)I2C+DMA讀取EEPROM練習(xí)簡(jiǎn)述硬件I2C+DMA實(shí)現(xiàn)過(guò)程。01代碼實(shí)現(xiàn)其他I2C+DMA。02模擬I2C通信1硬件I2C讀寫EEPROM2硬件I2C+DMA讀寫EEPROM3模擬I2C通信4Flash讀寫模擬I2C通信了解ARMCortex-M系列芯片的I2C通信協(xié)議01使用普通IO口模擬I2C時(shí)序，實(shí)現(xiàn)與AT24C02之間的通信02I2C總線的三種類型發(fā)送器每發(fā)送一個(gè)字節(jié)，就在時(shí)鐘脈沖9期間釋放數(shù)據(jù)線，由接收器反饋一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。應(yīng)答信號(hào)SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。結(jié)束信號(hào)SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。開(kāi)始信號(hào)開(kāi)始信號(hào)與結(jié)束信號(hào)時(shí)序應(yīng)答信號(hào)時(shí)序I2C總線時(shí)序I2C總線時(shí)序數(shù)據(jù)有效性時(shí)序模擬I2C通信使用普通IO口模擬I2C時(shí)序，實(shí)現(xiàn)與AT24C02之間的通信練習(xí)簡(jiǎn)述模擬I2C的ACK應(yīng)答時(shí)序。01簡(jiǎn)述模擬I2C的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。02Flash讀寫1硬件I2C讀寫EEPROM2硬件I2C+DMA讀寫EEPROM3模擬I2C通信4Flash讀寫Flash讀寫了解ARMCortex-M系列芯片的FLASH閃存01通過(guò)配置FLASH寄存器、操作FLASH扇區(qū)的擦除，達(dá)到向內(nèi)存中寫數(shù)據(jù)以及從內(nèi)存中讀數(shù)據(jù)的目的02STM32F40XX/41XX的閃存模塊組織Flash等待周期與CPU時(shí)鐘頻率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系PSIZE的設(shè)置必須和電源電壓匹配訪問(wèn)控制寄存器（FLASH_ACR）位12：數(shù)據(jù)緩存復(fù)位位11：指令緩存復(fù)位位10：數(shù)據(jù)緩存使能位9：指令緩存使能位8：預(yù)取使能位2:0：延遲秘鑰寄存器（FLASH_KEYR）位31:0：FPEC密鑰FLASH控制寄存器（FLASH_CR）位31：鎖定位25：錯(cuò)誤中斷使能位24：操作結(jié)束中斷使能位16：?jiǎn)?dòng)位9:8：編程大小位6:3：扇區(qū)編號(hào)位2：批量擦除位1：扇區(qū)擦除位0：編程FLASH狀態(tài)寄存器（FLASH_SR）位16：繁忙位7：編程順序錯(cuò)誤位6：編程并行位數(shù)錯(cuò)誤位5：編程對(duì)齊錯(cuò)誤位4：寫保護(hù)錯(cuò)誤位1：操作錯(cuò)誤位0：操作結(jié)束Flash讀寫通過(guò)配置FLASH寄存器、操作FLASH扇區(qū)的擦除，達(dá)到向內(nèi)存中寫數(shù)據(jù)以及從內(nèi)存中讀數(shù)據(jù)的目的練習(xí)簡(jiǎn)述閃存的編程和擦除。01簡(jiǎn)述Flash實(shí)現(xiàn)過(guò)程。02無(wú)人機(jī)的數(shù)傳、MPU6050傳感器、QMC5883L、氣壓計(jì)MS5611、光流模塊、遙控輸入以及無(wú)人機(jī)的電機(jī)控制。第6章無(wú)人機(jī)飛控傳感器采集與電機(jī)控制1234氣壓計(jì)MS56115光流計(jì)OpticalFlow無(wú)人機(jī)數(shù)傳加速度計(jì)與陀螺儀MPU6050磁力計(jì)QMC5883L6遙控輸入7電機(jī)控制無(wú)人機(jī)數(shù)傳1234氣壓計(jì)MS56115光流計(jì)OpticalFlow無(wú)人機(jī)數(shù)傳加速度計(jì)與陀螺儀MPU6050磁力計(jì)QMC5883L6遙控輸入7電機(jī)控制通過(guò)利用數(shù)傳模塊通信，學(xué)習(xí)無(wú)線數(shù)傳模塊的特性和性能、功能，了解數(shù)傳模塊的信道配置、功率配置、接口配置等。0102無(wú)人機(jī)數(shù)傳無(wú)人機(jī)數(shù)傳無(wú)線數(shù)傳模塊，是數(shù)傳電臺(tái)的模塊化產(chǎn)品。是指借助DSP技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。無(wú)線數(shù)傳模塊特點(diǎn)微發(fā)射功率頻段工作頻率，無(wú)需申請(qǐng)頻點(diǎn)高抗干擾能力和低誤碼率傳輸間隔遠(yuǎn)看門狗實(shí)時(shí)監(jiān)控多信道，多速率透明的數(shù)據(jù)傳輸，所發(fā)即所收高可靠性，體積小、重量輕提供RS232/485/TTL三種接口方式智能數(shù)據(jù)控制，用戶無(wú)需編制多余的程序原理圖飛控板上數(shù)傳接口為串口3，所以需要在原理圖中查看串口3對(duì)應(yīng)引腳無(wú)人機(jī)數(shù)傳實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)數(shù)傳通信。加速度計(jì)與陀螺儀MPU60501234氣壓計(jì)MS56115光流計(jì)OpticalFlow無(wú)人機(jī)數(shù)傳加速度計(jì)與陀螺儀MPU6050磁力計(jì)QMC5883L6遙控輸入7電機(jī)控制加速度計(jì)與陀螺儀MPU6050學(xué)習(xí)MPU6050的原理、初始化方法、數(shù)據(jù)采集及濾波方法、校準(zhǔn)以及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存以及獲取、六面校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集以及六面校準(zhǔn)參數(shù)計(jì)算-最小二乘法，掌握在實(shí)際項(xiàng)目中的使用。0102加速度計(jì)與陀螺儀MPU6050MPU6050是6軸運(yùn)動(dòng)處理傳感器。它集成了3軸MEMS陀螺儀，3軸MEMS加速度計(jì)，以及一個(gè)可擴(kuò)展的數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理器DMP（DigitalMotionProcessor），可用I2C接口連接一個(gè)第三方的數(shù)字傳感器，比如磁力計(jì)。MPU6050內(nèi)部結(jié)構(gòu)電源管理寄存器1DEVICE_RESET位：用來(lái)控制復(fù)位，設(shè)置為1，復(fù)位MPU6050，復(fù)位結(jié)束后，MPU硬件自動(dòng)清零該位。SLEEP位：用于控制MPU6050的工作模式，復(fù)位后，該位為1，即進(jìn)入了睡眠模式（低功耗），所以我們要清零該位，以進(jìn)入正常工作模式。TEMP_DIS位：用于設(shè)置是否使能溫度傳感器，設(shè)置為0，則使能。CLKSEL[2:0]：用于選擇系統(tǒng)時(shí)鐘源陀螺儀采樣率分頻寄存器該寄存器用于設(shè)置MPU6050的陀螺儀采樣頻率，計(jì)算公式為：采樣頻率=陀螺儀輸出頻率/（1+SMPLRT_DIV）這里陀螺儀的輸出頻率，是1Khz或者8Khz，與數(shù)字低通濾波器（DLPF）的設(shè)置有關(guān)，當(dāng)DLPF_CFG=0/7的時(shí)候，頻率為8Khz，其他情況是1Khz。配置寄存器DLPF_CFG[2:0]：數(shù)字低通濾波器（DLPF的設(shè)置位），加速度計(jì)和陀螺儀，都是根據(jù)這三個(gè)位的配置進(jìn)行過(guò)濾的。這里的加速度傳感器，輸出頻率（Fs）固定是1Khz，而角速度傳感器的輸出速率（Fs），則根據(jù)DLPF_CFG的配置有所不同。陀螺儀配置寄存器FS_SEL[1:0]：這兩個(gè)位，用于設(shè)置陀螺儀的滿量程范圍加速度傳感器數(shù)據(jù)輸出寄存器每個(gè)16位加速度計(jì)測(cè)量值的滿量程定義在ACCEL_FS（寄存器28）。對(duì)于每個(gè)滿量程的設(shè)置，ACCEL_xOUT里加速度計(jì)測(cè)量值的靈敏度最低分辨率（LSB）加速度傳感器配置寄存器每個(gè)16位陀螺儀測(cè)量值的滿量程定義在FS_SEL（寄存器27）。對(duì)于每個(gè)滿量程的設(shè)置，GYRO_xOUT里陀螺儀測(cè)量值的靈敏度最低分辨率（LSB）原理圖加速度計(jì)與陀螺儀MPU6050實(shí)現(xiàn)MPU6050的數(shù)據(jù)采集、濾波、校準(zhǔn)、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存以及獲取、六面校準(zhǔn)。練習(xí)簡(jiǎn)述MPU6050運(yùn)行原理。01簡(jiǎn)述MPU6050實(shí)現(xiàn)過(guò)程。02磁力計(jì)QMC5883L1234氣壓計(jì)MS56115光流計(jì)OpticalFlow無(wú)人機(jī)數(shù)傳加速度計(jì)與陀螺儀MPU6050磁力計(jì)QMC5883L6遙控輸入7電機(jī)控制學(xué)習(xí)QMC5883L的原理、初始化方法、獲取得到QMC5883L實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及計(jì)算比例系數(shù)、偏移量校準(zhǔn)計(jì)算以及EEPROM的保存和獲取。0102磁力計(jì)QMC5883L磁力計(jì)QMC5883LQMC5883L是一款多芯片三軸磁傳感器。這種表面貼裝的小尺寸芯片集成了帶信號(hào)條件ASIC的集成磁傳感器，旨在用于無(wú)人機(jī)，機(jī)器人，移動(dòng)和個(gè)人手持設(shè)備中的指南針，導(dǎo)航和游戲等高精度應(yīng)用。QMC5883L內(nèi)部結(jié)構(gòu)SET/RESET周期寄存器SET/RESET周期由FBR[7：0]控制。控制寄存器1設(shè)置模式是連續(xù)模式，輸出數(shù)據(jù)率為200Hz，滿刻度為2G，過(guò)采樣率為512。數(shù)據(jù)輸出寄存器寄存器00H?05H以連續(xù)測(cè)量的方式存儲(chǔ)每個(gè)軸磁傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)。在連續(xù)測(cè)量模式下，根據(jù)控制寄存器1中設(shè)置的數(shù)