PWM:
这是第一个要介绍的(de),所有航(háng)模和无人机都离不开的一种接口。单线信号(hào),周期发(fā)送正脉冲,变(biàn)化(huà)脉宽作为传递(dì)信息的方式,一(yī)个针脚传递一个通道,往往搭(dā)配地线(xiàn)和电源线可控制一个舵机或一个(gè)电调,是(shì)无人机或(huò)航模入门第一个(gè)需(xū)要了(le)解的接口。优点是简单,稳定的传输一个可(kě)量变的信号,缺(quē)陷是速度低,目前常见的标准是每秒50次或300至400次。
PPM:
是PWM的升级版(bǎn),就是每个信号(hào)周期变为发送一(yī)组多个脉宽的组合,来同时传递多个通(tōng)道的变化信(xìn)息。早期也被(bèi)用(yòng)于遥控器无(wú)线(xiàn)电信号和航模模拟器信号,现在多用(yòng)于接收机与飞控连接(jiē),带有PPM信号输出的(de)接收机很(hěn)多,是无人机入门必(bì)配,那些用转换器的是脱裤子放屁。其优点是稳(wěn)定传输(shū)多(duō)个通道,缺点(diǎn)是速度更慢(màn)。
S.BUS:
是日本遥控器厂(chǎng)商FUTABA设计的用单通(tōng)道数(shù)字(zì)信号传输多通(tōng)道信息的协议,只有(yǒu)一个信号针脚(jiǎo)和一个基准地线,支持HUB扩展多个舵机和电(diàn)调连接在一个信(xìn)
号源上,所以S.BUS其实是一种总(zǒng)线,其原理其(qí)实就是变化的串(chuàn)口协议,具体(tǐ)协议可以参考百度(dù)文库上(shàng)我(wǒ)写的的(de)文章“PX4飞控开发(fā)笔(bǐ)记-第五章:PWM,PPM,S.BUS与DSM2”。其优点是(shì)纯数字信号,很可靠,带有(yǒu)总线功能。缺陷是属于厂家技术(shù)兼容设备较少。目(mù)前(qián)是飞控连(lián)接接收机(jī)的最(zuì)佳选择。
Relay:
其实就(jiù)是数字(zì)IO信号,只有(yǒu)0和1两种(zhǒng)状态,存(cún)在于飞(fēi)控(kòng)某些针脚用于自(zì)动控(kòng)制(zhì)相机快门(mén)和农药(yào)喷(pēn)头。优点(diǎn)是可靠,缺点是信息量极小,浪费(fèi)资源且没有校验等功能(néng)。
串口(kǒu):
串口是目前控制领域最常见的设备(bèi)接口(kǒu),硬件(jiàn)形式有TTL,232,422,485几种。TTL是基本信号,常见三针用法,一个针用于信号(hào)输(shū)入叫RX,一针用于信号输出(chū)叫TX,另一(yī)针为(wéi)信(xìn)号基准地(dì)线。一般0伏(fú)和3-5伏表示0和1,飞控自带的(de)都是这种串口(kǒu),而(ér)且会带很多(duō)个,用于连接多个(gè)设备,PIXHAWK飞控有5个。TTL信号的电压较低,经验上不(bú)适合(hé)1米(mǐ)以上的长距离传输,于是发展出(chū)232接口(kǒu),使用正(zhèng)负电平表示0和1其他(tā)与(yǔ)TTL相同,极大延(yán)长了传输(shū)距离,但是速度依然(rán)不足。于是发展出422接口,RX和TX每个针脚都变为正负电压(yā)的一对信号线同时跳变,这样(yàng)干扰信号被巧(qiǎo)妙的(de)抵消,传输(shū)距离(lí)和速度双飞跃,但是需要5根线,给调试造成很大麻烦,目前(qián)只有军品(pǐn)才使用这种串口。485串口是结合232和422优点,使用一对正负电压的信(xìn)号线既发又(yòu)收,但是他需要额外一个信号控(kòng)制收发转换(huàn),485总(zǒng)线带有总线特征,可以(yǐ)在两根(gēn)线与地线(xiàn)上连接(jiē)多(duō)个设备,但是收发,片(piàn)选(xuǎn),仲裁,校验(yàn)等(děng)等工作都需要你写程序(xù)去协调,工作(zuò)量巨大(dà),现在很少有人用。
SPI:
这是(shì)一种用于板上通信的高速接口,使用了主从设计,和专门(mén)的时钟线,每(měi)个SPI拥(yōng)有(yǒu)4个脚主入从出,主出从入,时钟和地(dì)线。主设备负责管理信息,时(shí)钟同步和(hé)所有设(shè)备通信,一路SPI可以(yǐ)连接多个设备,但(dàn)是必须每个带有片选。因为有时钟线所以很容易做到所有设备的(de)同步(bù)通信,由于其稳定性和(hé)高速特性,在(zài)飞控板上用(yòng)来连接(jiē)所有(yǒu)传(chuán)感器与主单片机。
I2C:
其实(shí)是I平方C,是用(yòng)于连(lián)接板上高速设备的总线(xiàn)。拥有三根信号线,信号,时钟和(hé)地线。也是采用主从设计,带有时钟的同步设(shè)计,但是信号线需要承担多个设备(bèi)输入输(shū)出,有主设备来管理。I2C上所(suǒ)有设备都自带一个(gè)地址,或(huò)叫标签,主设(shè)备用这个地址来识别(bié)设(shè)备。在飞控中用来连接重(chóng)要性不太高的众多设备,指(zhǐ)示灯(dēng),磁罗盘,空速(sù),超声波,激(jī)光(guāng)测距等等。居然有厂家为了省事用(yòng)这(zhè)个总线(xiàn)连接多个电(diàn)调,这是很危险的,因为3-5v电平在(zài)长距离传输中容易(yì)受干扰。
CAN:
最早为汽车(chē)设计的总线接口,据说是电流传输,所以抗干(gàn)扰性(xìng)能(néng)超强(qiáng),专门用于大干扰环境(jìng)设备间多个远距离(lí)传输。只(zhī)有H和L两个信(xìn)号线,所有设备都连接在上面,总线芯(xīn)片负(fù)责仲裁。这其实是无人(rén)机(jī)上设备(bèi),尤其是多旋翼电调的最优选择,但是由于其复杂性和接口(kǒu)芯片成本问题,比较少有人用,PIXHAWK飞控和(hé)
ESC32电调(diào)多年(nián)前就已经具备该接口,至今(jīn)无人(rén)问津。
AD:
模数转换接(jiē)口,这种易被干扰的(de)古老还(hái)存在,使用方式(shì)就是测量(liàng)电压。目前飞控用来测量电压,电流,这种方式成本较低,在小型无人机上还可(kě)以使(shǐ)用。另外一些距(jù)离探(tàn)测(cè)设备(bèi)还在用,但(dàn)是已(yǐ)经基本处于淘(táo)汰边缘,效果远(yuǎn)远(yuǎn)不(bú)如数字设备,不过成本较低,比如空(kōng)速和超(chāo)声波。
SDIO:
用于(yú)连(lián)接SD卡或TF卡,进行飞行数据记录(lù)。由于TF卡应用普遍,成本较低,容量(liàng)速度都令人满意,所(suǒ)以(yǐ)渐渐成为高级飞(fēi)控(kòng)必备设备,用于飞行(háng)记录(lù),事故分(fèn)析(xī),故障(zhàng)诊断等等。
USB:
民用总线(xiàn)接口,可以通过(guò)HUB连接多个设(shè)备(bèi),可以说是(shì)一种完美(měi)接口(kǒu)。但是其协议过于复杂(zá),编程工作量极(jí)大,接(jiē)口连接(jiē)形式容易导致(zhì)问题,必须(xū)使(shǐ)用(yòng)专用线(xiàn)材,且(qiě)不能(néng)超过2米(mǐ)。在飞控上主(zhǔ)要用来(lái)地面进行调(diào)试,读写(xiě)参数等等地面(miàn)操作。

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