标题名称超小型遥控直升机飞行姿态稳定器.PDF

标题名称： 超小型遥控直升机飞行姿态稳定器 比赛编号：1000149 2007 年 11 月 23 日星期五 单位名称：吉林市星航科技开发有限公司 设计人：赵建伟 ZHAO JIANWEI 职业：工程师 通讯地址：吉林省吉林市南京街 86 号楼 1 门601 室 邮编：132011 电邮：egms@ 电话：0432-2555940 传真：0432-2555940 单位地址：吉林省吉林市南京街86号楼1门601室 单位电话：0432-2555940 单位传真：0432-2555940 内容目录： 1、引言 2、设计概述 2．1 系统功能描述 2．2 主要特点： 2.3 系统设计 2.3.1 设计思想和技术关键 2.3.2 系统的功能和工作过程 2.3.3系统框图 3、硬件描述 3.1.1 飞行姿态传感器电路 3.1.2 电源电压测量电路 3.1.3 ADC电路 3.1.4 解码电路 3.1.5 XYZ轴输出电路 3.1.6 状态显示电路 3.1.7 电源稳压电路 4.软件描述 4.1 软件流程图 4.2 软件描述 4.2.1 上电初始化程序 4.2.2 遥控输入信号采集程序 4.2.3 飞行姿态信号和电池电压AD转换程序 4.2.4 电池电压监控程序 4.2.5 启动程序 4.2.6 数据综合处理形成输出数据程序 4.2.7 PWM数据输出程序 1、引言 有一架能在室内狭小空间飞行，控制灵活、飞行稳定可靠、操作简单的超小型无线遥 控直升机是很多人的梦想。低成本的超小型无线遥控直升机作为益智玩具必定受到广泛的欢 迎。而直升机飞行姿态的稳定是控制环节中及为重要、也是不可缺少的功能。 现代电子技术的飞速发展，使制作低成本的控制灵活、飞行稳定可靠、操作简单的超小 型无线遥控直升机成为可能。 本项目通过飞思卡尔公司生产的MMA7260QT低量程三轴向加速度传感器和一片低功耗的 MC9S08QG8 微控制器，配合极少量的外围器件，无线遥控直升机接收控制电路。该电路 能接收无线遥控发射机的控制指令，使直升机能以不同的速度前进、后退、转弯。在没有收 到动作指令时能自动使直升机保持稳定。由于电路的体积很小（32X12mm），重量也很轻（不 大于克）。因此，可以用于超小型遥控直升机。 这项技术能在科研、军事、治安、娱乐等多方面得到应用。 由于采用的核心电路都是飞思卡尔公司的低成本电路。所以用于娱乐、益智玩具产品应 有非常好的市场前景。 2 、设计概述 该系统能通过红外遥控指挥直升机以不同的速度前进、后退、转向。这些动作都是 很准确的。 该系统主要有两大部分：第一部分输入转换、指令编码、红外发射部分和第二部分红 外接收、解码、飞行状态检测、伺服电机控制部分。 其中，第一部分和第二部分的红外接收部分不是本次设计的重点不做详述。 直升机是由三个小型电机控制的。一个主旋翼电机：控制飞机的上升或下降；一个尾 翼电机：控制飞机的方向；一个前进/后退电机：控制飞机前进或后退这与普通的直升机 点不同。它是利用电机带动的螺旋桨产生的推力使直升机的重心发生改变，造成直升机向前 或向后倾斜，来实现直升机前进或后退的。对直升机的准确控制，就是通过对这三个电机速 度准确的控制实现的。 利用MMA7260QT三轴向加速度传感器将直升机的飞行状态信息转换为相应的电压信号。 再利用MC9S08QG8微控制器的10位ADC转换器将信号转换为数字信号。MC9S08QG8的程序将这 些信号综合，自动控制直升机上的三个电机，使直升机状态稳定。 2．1 系统功能描述 这是一个通过红外线遥控的超小型直升机系统。该系统可在室内较小的空间飞行。控制 灵活。操纵简单。碰到障碍物或人，不会损坏；也不会伤到人。运行安全。 2．2 主要特点： ● 该系统采用飞思卡尔公司的 MMA7260QT 三轴向加速度传感器检测飞行状态，使 其有自动姿态稳定功能。 ● 由于采用了飞思卡尔公司的 MC9S08QG8 高性能MCU 使其有以下特点： a. 高精度的10位ADC ，保证了飞行状态信号的A