PWM:
这(zhè)是第一个(gè)要介(jiè)绍(shào)的,所有航模和无人机都离不(bú)开(kāi)的一种接(jiē)口。单线信(xìn)号,周期发送正脉冲,变化脉宽作为传递信息的方式,一个针脚(jiǎo)传递一个(gè)通道,往(wǎng)往搭配地线(xiàn)和电源线可控制一个舵(duò)机或一(yī)个电调,是无人机或航(háng)模入门(mén)第一个需要了解的接口(kǒu)。优(yōu)点是简单,稳定的传输一个可量变的信号,缺陷是速度低,目(mù)前常见的标准是每秒50次或300至400次。
PPM:
是PWM的(de)升(shēng)级版,就是每个信号周期变(biàn)为发送(sòng)一组多个脉宽的组合,来同时传递多个通道的变化(huà)信(xìn)息。早期也被用于遥控器(qì)无线电信(xìn)号和航(háng)模模拟器信号,现在多(duō)用于接收机与飞(fēi)控连接,带有PPM信号输出的接收机很多,是无人机入门(mén)必配,那些用转换器的是脱裤子放屁。其优(yōu)点是稳定传输(shū)多个通(tōng)道,缺点是速度(dù)更慢。
S.BUS:
是日(rì)本(běn)遥控器厂商FUTABA设计的用单通道数字(zì)信号传输多通道信息的协议,只有一个信号针脚和一个基准地线,支持(chí)HUB扩展多(duō)个舵(duò)机和电调连接在一个信
号源(yuán)上,所以S.BUS其实(shí)是一种总(zǒng)线(xiàn),其原理其实就是变化的串(chuàn)口协议,具体(tǐ)协(xié)议可以参考百度文库上我写的的文(wén)章“PX4飞(fēi)控开发笔(bǐ)记-第五章:PWM,PPM,S.BUS与DSM2”。其(qí)优点是纯数字(zì)信号,很可靠,带(dài)有总线功(gōng)能。缺陷是属于厂家技术兼容(róng)设备较少。目前是飞控连接接收机(jī)的最佳(jiā)选择。
Relay:
其实就是(shì)数字IO信号,只(zhī)有0和1两种状态,存在于(yú)飞控某(mǒu)些(xiē)针脚用于自动控制相机快门和农药喷(pēn)头。优点(diǎn)是(shì)可靠,缺点(diǎn)是信(xìn)息(xī)量(liàng)极小,浪(làng)费资(zī)源且没有校(xiào)验等功能。
串口:
串口是(shì)目前控制领域最常见的设备(bèi)接口,硬件(jiàn)形式有TTL,232,422,485几种。TTL是基本信号(hào),常见三针(zhēn)用法,一个针用于信号输入叫RX,一针用于信号输出叫TX,另一(yī)针为信号基(jī)准地线(xiàn)。一般0伏和(hé)3-5伏表示0和1,飞控自(zì)带的(de)都(dōu)是这种(zhǒng)串口,而且会带(dài)很多个,用于连接多个设备,PIXHAWK飞控有5个。TTL信号的电压较低(dī),经验上不适合1米(mǐ)以上的长距离传(chuán)输,于(yú)是发展出232接(jiē)口,使用正负电(diàn)平表示0和1其他与TTL相同(tóng),极大延(yán)长了传(chuán)输(shū)距离,但是速(sù)度依然不足。于(yú)是发展出422接(jiē)口,RX和TX每个针脚都变(biàn)为正负电压(yā)的一(yī)对信号线(xiàn)同时跳(tiào)变,这样干扰(rǎo)信号被(bèi)巧妙的(de)抵消(xiāo),传输距离(lí)和速度双飞跃,但(dàn)是需要(yào)5根线,给调(diào)试造成很大麻烦,目(mù)前只有军(jun1)品(pǐn)才使用这种(zhǒng)串口。485串口是结合232和422优点,使用一对正负电压的(de)信号线既发(fā)又收,但是(shì)他需要额外一个信号(hào)控制收发(fā)转换,485总线(xiàn)带有总线特征,可以在两根线与(yǔ)地线上连(lián)接多个设备,但是收发,片选,仲(zhòng)裁,校验等(děng)等工作都需(xū)要你写程序去(qù)协(xié)调,工作(zuò)量巨大,现在(zài)很少有人(rén)用(yòng)。
SPI:
这是一种用于板上通(tōng)信的高速接口,使用了(le)主从设计,和专门的时钟(zhōng)线,每个SPI拥有(yǒu)4个脚主入从出,主(zhǔ)出(chū)从入,时钟和(hé)地线。主设备负(fù)责管理信息,时钟同步和所有设备通(tōng)信,一路SPI可以连接多个设备,但是必须每个带有(yǒu)片选。因为有时钟线所以很容(róng)易做到所有设(shè)备的同步(bù)通信,由(yóu)于(yú)其稳定性和高(gāo)速(sù)特性,在飞控板上用来连接所有传感器与(yǔ)主单片机。
I2C:
其(qí)实是I平方C,是用于连(lián)接板上高速设备的(de)总线(xiàn)。拥有三根信号线,信号,时钟和地线。也是采用(yòng)主从(cóng)设计,带有时钟的(de)同(tóng)步设计(jì),但是信(xìn)号线(xiàn)需要承担多个设备输入输出,有(yǒu)主设(shè)备来管理。I2C上所有(yǒu)设(shè)备(bèi)都(dōu)自带一个地址,或叫标签(qiān),主设备用(yòng)这个地址来识别设备。在飞控(kòng)中用来连接重要性不太(tài)高(gāo)的众(zhòng)多设备(bèi),指示灯(dēng),磁罗盘,空速,超(chāo)声波,激(jī)光测距(jù)等等。居然有厂家为了省事用这个总(zǒng)线连接多个电调,这(zhè)是很危险的,因为3-5v电平在长距离传(chuán)输(shū)中容易受干扰。
CAN:
最早为汽车设计的总线接口,据说是电(diàn)流传输,所(suǒ)以(yǐ)抗干扰性能(néng)超强,专门(mén)用(yòng)于大干扰环境设备间(jiān)多个远距离传输。只有H和L两个信(xìn)号线,所有设备都(dōu)连接在上(shàng)面,总(zǒng)线(xiàn)芯片负(fù)责(zé)仲裁。这其实是无人机上设(shè)备,尤其是(shì)多旋翼电调的最优(yōu)选择,但是(shì)由于其(qí)复杂性和接(jiē)口芯片成本问题,比较少有人用,PIXHAWK飞(fēi)控和
ESC32电调多年前就已经具(jù)备该接口(kǒu),至今无人问津。
AD:
模数转换接(jiē)口,这(zhè)种易被干扰(rǎo)的古老还存在,使(shǐ)用方式就是测(cè)量电压。目前飞控用来测(cè)量电压,电流,这(zhè)种(zhǒng)方式成本较低,在小型无人机上还(hái)可(kě)以使用。另外一些距离探测设备还在用,但是(shì)已(yǐ)经基本处于淘(táo)汰边缘,效(xiào)果远远不如数字设备,不(bú)过成本较低,比如(rú)空速(sù)和超声(shēng)波。
SDIO:
用于(yú)连接(jiē)SD卡或TF卡,进行飞行(háng)数(shù)据记录。由(yóu)于(yú)TF卡应用普遍,成本较低,容(róng)量速度都令人满意,所(suǒ)以渐渐成为高级飞控必备设备(bèi),用于飞(fēi)行记录,事故分析,故障诊断(duàn)等等。
USB:
民用(yòng)总线接口,可(kě)以(yǐ)通过HUB连接多个(gè)设备(bèi),可以说是一种完美接口。但是其协议过于复(fù)杂,编程工作量极(jí)大,接口连接形式(shì)容易(yì)导致问(wèn)题,必须使用专(zhuān)用线材,且不能超过2米(mǐ)。在飞(fēi)控上主要用来地面进行调试,读(dú)写参数等等地面操作。

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