PWM:
这是第(dì)一个(gè)要介(jiè)绍(shào)的,所有航(háng)模(mó)和无人机都离不开的一种接口(kǒu)。单线信号,周期发送正(zhèng)脉冲,变化脉宽作为传(chuán)递信(xìn)息的方(fāng)式,一个针脚传递一个通道,往往搭(dā)配地线和电源线(xiàn)可(kě)控制一个舵机或一个电调,是无人机或(huò)航模(mó)入(rù)门第一个需要了(le)解的接口。优点是简单,稳定的传(chuán)输一个可量变(biàn)的信号,缺陷(xiàn)是速度(dù)低(dī),目前常见的标准(zhǔn)是每秒50次或300至400次。
PPM:
是PWM的升级版,就是每个信(xìn)号周期(qī)变为发送一组多个脉宽的组合,来同(tóng)时传递多个通(tōng)道的(de)变化信息。早期也被用于遥控器无线电信号和(hé)航模模拟器信号(hào),现在多(duō)用于接收机与飞(fēi)控连接,带有PPM信号输出的(de)接收机很多,是无人机入门必配,那些(xiē)用转换(huàn)器的是(shì)脱裤子放屁。其优(yōu)点是(shì)稳定传输多个(gè)通道,缺点(diǎn)是(shì)速度更(gèng)慢。
S.BUS:
是日本遥控器厂(chǎng)商FUTABA设计的用(yòng)单通道数字信号(hào)传(chuán)输多通(tōng)道信息的协议,只有(yǒu)一个信号针(zhēn)脚和一(yī)个基准地线,支持HUB扩展多个舵机(jī)和电(diàn)调(diào)连接在一个信
号源上,所以S.BUS其(qí)实是一种总线,其原理其实就是变化的串口协(xié)议,具体协议可(kě)以参考百度文库上我写的的文章“PX4飞(fēi)控(kòng)开(kāi)发笔记-第五章:PWM,PPM,S.BUS与DSM2”。其优点是纯数字信号,很(hěn)可靠,带有总线功能。缺(quē)陷是属于厂家技(jì)术兼容设备较少。目(mù)前是飞控连接接收机的最佳选择。
Relay:
其实就是数(shù)字IO信号,只有(yǒu)0和1两种(zhǒng)状(zhuàng)态,存在于飞控某些针(zhēn)脚用于自动控制相机快门(mén)和农药喷头。优点是(shì)可靠,缺点(diǎn)是信息量极小,浪费资(zī)源且(qiě)没有校验(yàn)等功(gōng)能。
串口:
串口是(shì)目前控制(zhì)领域最常见的(de)设备接(jiē)口,硬件形式有TTL,232,422,485几种。TTL是基本(běn)信号,常见三针用(yòng)法,一个针用于信号输入叫RX,一针用于信(xìn)号输出叫TX,另(lìng)一针为信号基准地线。一般0伏和3-5伏表示(shì)0和1,飞控自带的都是这种(zhǒng)串(chuàn)口,而且会带很多个,用(yòng)于连接多个(gè)设备,PIXHAWK飞控有5个。TTL信号的电压较低,经验上不适合1米以上的长距离传(chuán)输,于是发展出232接口,使用(yòng)正(zhèng)负电平表示0和1其(qí)他(tā)与(yǔ)TTL相同,极大延长了(le)传输距离,但是速度依然(rán)不足。于(yú)是发展出422接(jiē)口,RX和TX每个针脚都变为正负电压(yā)的一对(duì)信号线同(tóng)时跳变,这样干扰信号被巧(qiǎo)妙的(de)抵消,传输距离(lí)和速度双飞跃,但是需要5根线,给调试造(zào)成很大麻烦,目前只(zhī)有军品(pǐn)才使用(yòng)这种串(chuàn)口。485串口是结合232和422优点,使用一对(duì)正负电压的信(xìn)号线既发又收,但是他需要额外一个信号控制收(shōu)发转(zhuǎn)换,485总线带有总线特征,可(kě)以(yǐ)在两根(gēn)线与(yǔ)地线上连接多个设备,但是收发,片选,仲裁,校验等等工作都需要你(nǐ)写程序去协调,工作量巨大(dà),现在很少有人用。
SPI:
这是一(yī)种用于(yú)板上通信的高速接口,使用了主从设计,和专门的时钟线,每个SPI拥有4个脚主(zhǔ)入从出,主出(chū)从入,时钟和(hé)地线。主(zhǔ)设备负责(zé)管理信息,时(shí)钟同步(bù)和(hé)所(suǒ)有设备(bèi)通信,一路SPI可以(yǐ)连接多个设备,但是必须每个带(dài)有片(piàn)选(xuǎn)。因为有时钟线所(suǒ)以很容易做到所有设备的同步(bù)通(tōng)信,由于其稳定性和高速特性(xìng),在(zài)飞控板上用来(lái)连接所有传(chuán)感器与主单片(piàn)机。
I2C:
其实是I平(píng)方C,是用(yòng)于(yú)连接板上高(gāo)速设备(bèi)的(de)总线。拥有(yǒu)三根信号线(xiàn),信号,时钟和地线。也是采用(yòng)主从(cóng)设计,带有时钟的同步设计(jì),但是信号线需要承担多个设备输入输出,有主(zhǔ)设备(bèi)来管理。I2C上所有设备(bèi)都自带一(yī)个地址,或叫标签,主(zhǔ)设备用这个地址来识别(bié)设备。在(zài)飞控中用(yòng)来连接(jiē)重要性不太高的众多设备(bèi),指示灯,磁罗盘,空速,超声波,激光测距(jù)等等。居然(rán)有(yǒu)厂家为了省事(shì)用这个总线连接多个电调,这是很危险的,因(yīn)为(wéi)3-5v电平在长距离传(chuán)输(shū)中(zhōng)容易受干扰。
CAN:
最(zuì)早为汽车设计(jì)的总线接口,据说(shuō)是电流传输,所以抗干扰性能超强,专门(mén)用于大干扰环境(jìng)设备间多个(gè)远距离传(chuán)输。只(zhī)有H和L两个信号线,所有设备都连接在上(shàng)面,总线芯片(piàn)负(fù)责仲裁。这其实是无人机上设(shè)备,尤其是多旋翼(yì)电(diàn)调的最优选择,但是由于其复杂性和接口芯片成(chéng)本问题,比较少有人用,PIXHAWK飞控和
ESC32电调多年前(qián)就(jiù)已(yǐ)经具备(bèi)该接口,至今无(wú)人问津。
AD:
模数转(zhuǎn)换接口,这种易被干扰的(de)古老还存在(zài),使用方式就是测量电压。目前飞控用来测量电(diàn)压,电流,这种方式成本较低,在小型无人机上还(hái)可以使(shǐ)用。另外一些距离探测设备还在(zài)用,但(dàn)是已经基本(běn)处于(yú)淘汰边缘,效果(guǒ)远远(yuǎn)不如数(shù)字(zì)设备,不过成本较低,比如空速和超声波。
SDIO:
用于连接SD卡或TF卡,进行(háng)飞行数据记(jì)录。由于TF卡应用(yòng)普遍(biàn),成本较低(dī),容量速(sù)度都令人满意,所以渐渐成为高级飞控必备设备,用(yòng)于飞行(háng)记录,事故分析(xī),故障诊断(duàn)等等(děng)。
USB:
民用(yòng)总线(xiàn)接口,可以通过HUB连接多(duō)个(gè)设备,可以说是一种完美接口。但是其协议过(guò)于复杂,编程(chéng)工(gōng)作量极大,接口连接形式(shì)容易导致问题(tí),必须使用专用线(xiàn)材,且(qiě)不能超过2米。在飞控上主要用来地面进行调试,读写参数等(děng)等地面操作。

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