PWM:
这是第一个要介绍(shào)的,所有航模和无人机都离不(bú)开(kāi)的一(yī)种接口。单线信号,周期发送正脉冲,变化脉(mò)宽作为传递信(xìn)息(xī)的方式,一个针脚传递一个通道,往往搭配地线和电(diàn)源线(xiàn)可控制一个舵机或一个电调,是无人机或(huò)航模入门第一个需要了解的接口。优点是简(jiǎn)单,稳定的传输一个可量变的信号(hào),缺陷(xiàn)是(shì)速度低,目前常见的标准是(shì)每秒50次或300至400次。
PPM:
是PWM的升级版,就是每个(gè)信号周期变为发送(sòng)一组(zǔ)多(duō)个脉宽的(de)组合,来同(tóng)时传递多个通道的变化信(xìn)息。早期也(yě)被用于遥(yáo)控器无线电(diàn)信号和(hé)航模模拟器信号,现在多(duō)用于接收(shōu)机与飞(fēi)控连接(jiē),带有PPM信号输(shū)出的接收机很多,是无人机(jī)入门必配,那些用转换器的是脱裤子放屁。其优点是稳(wěn)定(dìng)传输多个通道,缺点是速度更慢(màn)。
S.BUS:
是日本遥控器厂(chǎng)商FUTABA设计的用单通道(dào)数字信号传输多(duō)通道(dào)信息的协议,只有一个信号针脚和一(yī)个基准地线,支持HUB扩(kuò)展多个舵机和(hé)电调连(lián)接(jiē)在一(yī)个信(xìn)
号(hào)源上,所以S.BUS其实是一(yī)种总线,其原理其实就(jiù)是变化的串口(kǒu)协(xié)议,具体协(xié)议(yì)可以参考百度文库上(shàng)我(wǒ)写的的(de)文章“PX4飞(fēi)控开发笔记(jì)-第五章:PWM,PPM,S.BUS与DSM2”。其优点是纯(chún)数字信号,很可靠,带有总(zǒng)线功能(néng)。缺陷是(shì)属于厂家技术兼容设备较少。目前是飞控(kòng)连(lián)接接收机的最佳选择。
Relay:
其实(shí)就(jiù)是数字IO信号,只有0和1两种状态,存在于飞(fēi)控某些针脚用于自动控制相机快门和农药喷头。优点是(shì)可靠,缺(quē)点是信息量极小,浪费资源且没有校验等功能。
串(chuàn)口(kǒu):
串口(kǒu)是(shì)目(mù)前控制领域最(zuì)常见的(de)设备接口(kǒu),硬件形式有TTL,232,422,485几种。TTL是基(jī)本信号,常见三针用法,一个针(zhēn)用于信号(hào)输入叫RX,一(yī)针用于信号输出(chū)叫(jiào)TX,另一针(zhēn)为信(xìn)号基准(zhǔn)地线。一(yī)般0伏和3-5伏表示0和1,飞控自带的都(dōu)是这(zhè)种串口,而且会带很多(duō)个,用于连接(jiē)多个设备,PIXHAWK飞控有5个。TTL信号的电压较低(dī),经验上不适(shì)合1米以上的(de)长距离传输,于是发展出(chū)232接口,使用正负电平(píng)表示0和1其他与TTL相(xiàng)同,极大延长了传输(shū)距离,但是速(sù)度依然不足。于是发展出422接口(kǒu),RX和TX每个(gè)针脚都变为正负(fù)电(diàn)压的一对信(xìn)号线同时跳变,这样干扰信(xìn)号被巧妙的抵消(xiāo),传输(shū)距离和速度双飞跃,但是需要5根(gēn)线,给调试(shì)造成很大麻烦,目前只有(yǒu)军品才(cái)使用这种串口(kǒu)。485串口是结(jié)合232和422优点(diǎn),使用一对正(zhèng)负(fù)电压的信号线(xiàn)既发又收,但是他(tā)需要额外一个信号控制收发(fā)转(zhuǎn)换,485总(zǒng)线(xiàn)带有总线特征,可以(yǐ)在(zài)两根线与地(dì)线上连接多个设备,但(dàn)是收发(fā),片选,仲裁,校验等等工作都需(xū)要你写程序去协调(diào),工(gōng)作量巨大,现在很少有人用(yòng)。
SPI:
这(zhè)是一种(zhǒng)用于板上通信(xìn)的高速(sù)接(jiē)口(kǒu),使用了(le)主从(cóng)设计,和专门的时钟线,每个SPI拥有4个脚(jiǎo)主入从出,主出从入,时钟(zhōng)和地线。主设备负责管理信息,时钟同步和(hé)所有设备通信,一路SPI可以(yǐ)连接(jiē)多个设备(bèi),但(dàn)是必(bì)须每个带有片选。因为有时钟(zhōng)线所以很容易做到所有设备的同(tóng)步通信,由于其稳定性和高速特性,在飞控板上用来(lái)连接所有(yǒu)传感器与(yǔ)主单片机。
I2C:
其实是I平方C,是用于连接板上高速设备的(de)总(zǒng)线。拥有(yǒu)三根(gēn)信(xìn)号线,信号,时钟和地线。也(yě)是采(cǎi)用(yòng)主从设计,带有时钟(zhōng)的同(tóng)步设计,但是信(xìn)号线需要承担多个设备输入输出,有主设备(bèi)来管理。I2C上所有设备都自带一个地址,或叫标签,主设备用这个地址来识别设备。在飞控中用来连(lián)接(jiē)重要性不(bú)太高的众多(duō)设备,指示灯,磁(cí)罗盘,空速(sù),超声波,激光测距等等(děng)。居(jū)然有(yǒu)厂家(jiā)为了省事用这个总(zǒng)线(xiàn)连接多(duō)个电调(diào),这(zhè)是很危险(xiǎn)的,因为3-5v电平在长距离传输中容(róng)易受干扰(rǎo)。
CAN:
最早为(wéi)汽(qì)车设计的总线接口,据说(shuō)是电流传输,所以抗干扰性能超强,专(zhuān)门用(yòng)于(yú)大干扰(rǎo)环境(jìng)设(shè)备间多个远距离传输。只有(yǒu)H和L两个信号线,所有设(shè)备都连(lián)接在上(shàng)面,总线芯片负责仲裁。这(zhè)其实是无人机上设备,尤其是多旋翼电调的最(zuì)优选择,但是由(yóu)于其复杂性和接口芯片成本问题,比较少有人用,PIXHAWK飞控和
ESC32电调多年(nián)前就已(yǐ)经具备(bèi)该(gāi)接口,至今无人问津。
AD:
模数(shù)转换接口(kǒu),这种易被干扰的古老还存在,使用方式(shì)就是测量电压。目(mù)前飞(fēi)控(kòng)用来测量(liàng)电压,电流(liú),这种方式(shì)成本较低,在小(xiǎo)型无人机上还(hái)可(kě)以(yǐ)使用(yòng)。另外一些距离探(tàn)测设备还在用,但是已经基本处于淘(táo)汰(tài)边缘,效果远远不如数(shù)字设备,不过(guò)成本(běn)较低,比如空速和超声波(bō)。
SDIO:
用于(yú)连接(jiē)SD卡或TF卡(kǎ),进行飞行数据记录。由于TF卡应用普遍(biàn),成(chéng)本较低(dī),容量速度都令人满意,所以渐渐成为高(gāo)级(jí)飞控(kòng)必备(bèi)设备,用于飞(fēi)行记(jì)录,事(shì)故分(fèn)析,故障诊断等等。
USB:
民用(yòng)总线接口,可以通(tōng)过HUB连接多个设备,可(kě)以说是一种完美接口。但是其协议过于复杂,编(biān)程工作量极(jí)大(dà),接口连接形式容易导致问题,必(bì)须使用专(zhuān)用线材,且不能超过2米(mǐ)。在飞控上主要用来地面进行调试,读写参数等等地面操(cāo)作。

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