中科芯CKS32F103CBT6在无人机飞控系统中的应用

无人机市场前景

随着人工智能技术的不断发展,“无人机”与“智能驾驶”已成为智能科技的焦点。无人机具有体积小、造价低、使用方便、对环境要求低等优点，目前在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域，得到了广泛的应用，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

在全球市场，无人机正在从一个消费者产品逐步渗透到各行各业的应用当中，市场规模稳步扩大。2020年全球无人机市场规模约为225亿美元，2021年市场规模达到256亿美元。国内民用无人机市场将在未来3-5年内实现年均超过50%的高速增长，潜在市场空间达到千亿级别。

无人机应用案例

无人机主要由机载飞控系统和地面测控系统两部分。其中飞控系统以CKS32F103CBT6微控制器（MCU）为核心，芯片引脚图如图1所示。模块包括数据采集系统、GPS模块、遥控解码模块、舵机驱动模块、数传电台模块、电源模块等。地面测控系统包括测控计算机、数传电台模块、地面站软件、发射机。稳定可靠的硬件系统是飞控系统研制成功与否的关键。

1. MCU进行LED、IMU、USART、PWM、ADC、TIMER和PID参数的初始化；

2. IMU的传感测量值通过I2C接口输入MCU，进行姿态解算，更新姿态信息；

3. 根据扩展传感器模块测量数据更新无人机的位置信息；

4. 位置控制器产生期望的姿态角，PID控制器根据当前姿态信息产生期望的控制量。将控制量转化为对应占空比的PWM波输入电机，进行转速控制；

5. 将无人机信息通过数传发送给地面站。

图1 CKS32F103CBT6引脚示意图

图2 飞控系统外围硬件设计

MCU芯片资源介绍

中科芯CKS32F103CBT6采用高性能的ARM®CortexTM-M3 32位RISC内核，最高工作频率为72MHz，内置高速存储器（FLASH最高可达128K字节，SRAM可达20K字节），丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。其中包含2个12位ADC、3个通用16位定时器和1个PWM定时器，此外，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI接口、3个USART接口、1个USB接口和1个CAN接口。产品供电电压为2.0V至3.6V，-40℃至+85℃的扩展温度范围，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。这些丰富的额外设配置，使得CKS32F103CBT6微控制器可使用于多种应用场合，如电机驱动和应用控制、医疗和手持设备、PC游戏外设和GPS平台、工业应用等。

来源：中科芯MCU

审核编辑：汤梓红