飞控系统是无人机的（de）核心（xīn）控制装置，相（xiàng）当于无人机的大脑（nǎo），是否装有飞（fēi）控系统（tǒng）也是（shì）无人机（jī）区别于普通航空模型的重要标志。
在经（jīng）历了（le）早期的遥控飞行后，目（mù）前其导航控制方式已经（jīng）发展为自主飞行和智能飞行。导航方（fāng）式的改变对飞行控制（zhì）计算机的精度提出（chū）了（le）更高的要求；随着小型无人机执行任（rèn）务复杂（zá）程度的增（zēng）加，对（duì）飞控计算机运算速度的（de）要求也更高；而小（xiǎo）型化的（de）要求对飞控（kòng）计算机的功耗（hào）和（hé）体积也提（tí）出了很高的要求（qiú）。高精度（dù）不仅要求计算机的控制（zhì）精度（dù）高，而且要求能够运行（háng）复杂的控制算法（fǎ），小型化则要（yào）求无人机（jī）的体积小，机动性好，进而要（yào）求控制计算（suàn）机（jī）的体积越小（xiǎo）越好。
在众多处理器芯片中，最（zuì）适合小（xiǎo）型（xíng）飞控计算（suàn）机CPU的芯片当属TI公司的TMS320LF2407，其（qí）运算速（sù）度（dù）以及众多的外围（wéi）接口电路很（hěn）适合用来完成（chéng）对（duì）小型无人机的实时控制功（gōng）能。
它采用哈（hā）佛结构、多级（jí）流水线操作，对数据和指令同时进行读取，片内自带（dài）资源包括（kuò）16路10位A／D转换器且带自动排序功能，保证最多16路有转换在同一转（zhuǎn）换（huàn）期（qī）间（jiān）进（jìn）行，而不会增加CPU的开销；40路可（kě）单独（dú）编程（chéng）或复用的通（tōng）用输入／输出通（tōng）道；5个外部（bù）中断；集成的串行通（tōng）信接口（SCI），可使其具备与系统内（nèi）其他控制（zhì）器（qì）进（jìn）行异步（RS 485）通信的能力；16位同步串行外围接口（SPI）能（néng）方便地用来与其他的外（wài）围设备通（tōng）信；还提供看（kàn）门狗定时器模（mó）块（WDT）和CAN通信模块。
飞（fēi）控系统组成模块
飞控系统实时采集（jí）各传感器测量的飞行状态（tài）数（shù）据、接（jiē）收无线电测（cè）控终端传输（shū）的由（yóu）地面（miàn）测（cè）控站上行信道送来的控制命令及（jí）数据（jù），经计算处理（lǐ），输出控制指令（lìng）给执行机（jī）构，实现对无人机中各种飞行模态的控制和对任（rèn）务设备的管理（lǐ）与控制；同时将无人机的状（zhuàng）态数据及（jí）发动机、机载电（diàn）源系统、任务（wù）设备的工作状（zhuàng）态参数实时（shí）传送给机载（zǎi）无线电数据（jù）终端，经无线电下行信道发送回地面测（cè）控站。
模块功能
各（gè）个功能模块组合在一起，构成飞行控制系统的核心（xīn），而主控制模块（kuài）是飞控系（xì）统核心，它（tā）与信号调（diào）理模块（kuài）、接口模块和舵机驱（qū）动模块相组合，在只需要（yào）修（xiū）改软件（jiàn）和简单改动外围电路的基础（chǔ）上可以满足一系列小（xiǎo）型无人机（jī）的飞行控（kòng）制和飞行管（guǎn）理（lǐ）功能（néng）要求，从而实（shí）现一次开（kāi）发，多型号使用，降低系统开发成（chéng）本的目的。系统主要完（wán）成如下（xià）功能：
（1）完成（chéng）多路模拟信号的高精度采集（jí），包括陀螺信号（hào）、航（háng）向信号（hào）、舵偏角信（xìn）号（hào）、发动机转速（sù）、缸温信号、动静压传感器信号、电源（yuán）电压信号等。
由于CPU自带（dài）A／D的精度和通道数（shù）有限，所（suǒ）以使用了另（lìng）外的数（shù）据采（cǎi）集电（diàn）路（lù），其片选和控制信号是通过EPLD中译码电路产生的。
（2）输出（chū）开关量信号、模（mó）拟（nǐ）信号和PWM脉冲信号（hào）等能适（shì）应不同执（zhí）行（háng）机（jī）构（如方向舵机、副翼（yì）舵机、升降舵机、气道和（hé）风门（mén）舵机等）的控制（zhì）要求。
（3）利用多个通信（xìn）信（xìn）道，分别实现与机载数（shù）据终（zhōng）端、GPS信号、数字量传感器以（yǐ）及相关任务设备的（de）通（tōng）信（xìn）。由于CPU自身的SCI通道配置的串口不能满足系统要求，设计（jì）中（zhōng）使用多串口扩展（zhǎn）芯（xīn）片28C94来扩展8个（gè）串口（kǒu）。
系统软件设计
该系统的软（ruǎn）件设计分为2部分，即逻辑电路芯片（piàn）EPLD译码电路的（de）程序设计和飞控系统的应用程序设计。
逻辑（jí）电路程序设计
EPLD 用来构成数字逻（luó）辑控制（zhì）电路（lù），完成译码和隔离以（yǐ）及为A／D，D／A，28C94提供片选信号（hào）和读／写控制信号（hào）的功（gōng）能。
该软（ruǎn）件（jiàn）的设计采用原理图输入和 VERILOG HDL语言（yán）编程的混合设计（jì）方式，遵循（xún）设计（jì）输入→设（shè）计实现→设计校验→器件编程的（de）流程。系统使用了两片（piàn）ispLSI1048芯片，分别用（yòng）来实现对（duì） A／D，D／A的控制和对串口扩展（zhǎn）芯片（piàn）28C94的控制，参数来源于翼趣无人机（jī）网。
系统应用程序（xù）设（shè）计（jì）
由于（yú）C语（yǔ）言不但能够编写应用（yòng）程序、系（xì）统程序，还能像（xiàng）汇编语言一样直接对计（jì）算机（jī）硬件进行控制，编写的（de）程序可移（yí）植性强。由于以（yǐ）DSP为核心设计的系统（tǒng）中涉及到大量对外设端口的操（cāo）作，以及考虑后续程（chéng）序移植的工（gōng）作，所以飞控系（xì）统的应（yīng）用（yòng）程序（xù）选用（yòng）BC 3．1来设（shè）计，分别实现飞（fēi）行控制和飞行管理（lǐ）功能（néng）。
软件（jiàn）按照功能划分为4个（gè）模块（kuài）：时（shí）间管理（lǐ）模块、数据采（cǎi）集与（yǔ）处理模块、通（tōng）信模块、控（kòng）制（zhì）律（lǜ）解算（suàn）模块。
通过时间管理模块在毫秒级时间内对无人（rén）机进（jìn）行（háng）实时控制；数据采集模块采集无人机的（de）飞（fēi）行（háng）状态、姿态参数以及飞行（háng）参数、飞行（háng）状态及飞行（háng）参（cān）数进行（háng）遥测（cè）编码并通过串行接口（kǒu）传送至（zhì）机载（zǎi）数据终端，通过无线数据信道（dào）发送到地面（miàn）控制（zhì）站进行飞行监控；姿态参（cān）数（shù）通（tōng）过（guò）软件内部接口（kǒu）送控制律解（jiě）算（suàn）模块进行（háng）解算，并将结果通过D／A通道送（sòng）机载伺服系统（tǒng），控制（zhì）舵（duò）机运行，达到调整、飞机飞行姿态的（de）目的；通信模块（kuài）完成飞控计算机与其（qí）他机（jī）载（zǎi）外设（shè）之间的数（shù）据（jù）交换功能。
利用高（gāo）速（sù）DSP控制（zhì）芯片在控制（zhì）律计算和数据处理方面的优势及其丰富的外部（bù）资源，配合大（dà）规（guī）模（mó）可编程逻辑器件CPLD以及（jí）串行接口扩展芯片28C94设计小型机（jī）载飞控计算机，以其为核（hé）心设计的小（xiǎo）型（xíng）无人机（jī）飞（fēi）控系统具有功（gōng）能全（quán），体积小，重（chóng）量（liàng）轻，功耗低的特点（diǎn），很好地满足了（le）小（xiǎo）型（xíng）无人（rén）机对（duì）飞控计算机高精度、小型化、低成（chéng）本的要（yào）求。该设计（jì）已成功应用（yòng）于某验证无人机系统。
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