多旋翼无人飞行器嵌入式飞控开发实战-基于STM32系列微控制器的代码实现-课件奚海蛟 3.3 无人机电池电压的读取（ADC+DMA）-3.7 无人机MAVLink消息的收发

多旋翼无人机飞行器嵌入式飞控开发实战无人机电池电压读取-ADC+DMA1234无人机电池电压读取-ADC+DMA5无人机控制信号-PWM输出无人机状态指示灯控制无人机系统时钟配置无人机电池电压采集基础-ADC6无人机遥控信号-PWM输入捕获无人机电池电压读取-ADC+DMA了解ADC和DMA的原理，熟练ARMCortex-M系列芯片的GPIO的配置。01通过配置STM32F407芯片ADC对应的GPIO与ADC相关寄存器以及针对ADC，实现通过DMA传输ADC数据。02无人机电池电压读取-ADC+DMA无人机电池电压读取-ADC+DMA配置STM32F407芯片ADC对应的GPIO与ADC相关寄存器以及针对ADC，实现通过DMA传输ADC数据。练习简述ADC+DMA实现过程。01代码实现其他ADC+DMA。02无人机控制信号-PWM输出1234无人机电池电压读取-ADC+DMA5无人机控制信号-PWM输出无人机状态指示灯控制无人机系统时钟配置无人机电池电压采集基础-ADC6无人机遥控信号-PWM输入捕获无人机控制信号-PWM输出了解ARMCortex-M系列芯片的定时器的工作原理。01通过配置STM32F407芯片定时器相关寄存器，实现PWM输出。02PWM原理

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽度的控制。STM32F4定时器通用定时器基本结构12345616位（TIM3和TIM4）或32位（TIM2和TIM5）递增、递减和递增/递减自动重载计数器。16位可编程预分频器，用于对计数器时钟频率进行分频（即运行时修改），分频系数介于1到65536之间。多达4个独立通道使用外部信号控制定时器且可实现多个定时器互连的同步电路发生事件时生成中断/DMA请求支持定位用增量（正交）编码器和霍尔传感器电路7支持定位用增量（正交）编码器和霍尔传感器电路控制寄存器（TIMx_CR1）位9:8：时钟分频位7

：自动重载预装载使能位6:5：中心对齐模式选择位4

：方向位3：单脉冲模式位2：更新请求源位1：更新禁止位0：计数器使能控制寄存器（TIMx_CR2）位7：TI1选择位6:4MMS：主模式选择位3CCDS：捕获/比较DMA选择捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1）位15：输出比较2清零使能位14:12：输出比较2模式位11：输出比较2预装载使能位10：输出比较2快速使能位9:8：捕获/比较2选择位7：输出比较1清零使能位6:4：输出比较1模式位3：输出比较1预装载使能位2：输出比较1快速使能位1:0：捕获/比较1选择捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）位15：捕获/比较4输出极性位13：捕获/比较4输出极性位12：捕获/比较4输出使能位11：捕获/比较3输出极性位9

：捕获/比较3输出极性位8

：捕获/比较3输出使位7：捕获/比较2输出极性位5：捕获/比较2输出极位4：捕获/比较2输出使能位3：捕获/比较1输出极性位1：捕获/比较1输出极性位0：捕获/比较1输出使能标准OCx通道的输出控制位预分频器（TIMx_PSC）位15:0：预分频器值自动重载寄存器（TIMx_ARR）位15:0：自动重载值飞控板电路原理图无人机控制信号-PWM输出配置STM32F407芯片定时器相关寄存器，实现PWM输出。练习简述PWM输出的过程。01代码实现其他PWM输出。02无人机遥控信号-PWM输入捕获1234无人机电池电压读取-ADC+DMA5无人机控制信号-PWM输出无人机状态指示灯控制无人机系统时钟配置无人机电池电压采集基础-ADC6无人机遥控信号-PWM输入捕获无人机控制信号-PWM输出了解ARMCortex-M系列芯片的定时器的工作原理。01通过配置STM32F407芯片定时器相关寄存器，实现PWM输入捕获。02PWM输入捕获

PWM输入模式是输入捕获模式的一个特例，需要占用两个捕获寄存器，这两个寄存器可分别测出输入PWM波的周期和占空比。PWM输入模式控制寄存器（TIMx_CR1）位9:8：时钟分频位7

：自动重载预装载使能位6:5：中心对齐模式选择位4

：方向位3：单脉冲模式位2：更新请求源位1：更新禁止位0：计数器使能DMA/中断使能寄存器（TIMx_DIER）位14：触发DMA请求使能位12：捕获/比较4DMA请求使能位11：捕获/比较3DMA请求使能位10：捕获/比较2DMA请求使能位9

：捕获/比较1DMA请求使能位8

：更新DMA请求使能位6：触发信号(TRGI)中断使能位4：捕获/比较4中断使能位3：捕获/比较3中断使能位2：捕获/比较2中断使能位1：捕获/比较1中断使能位0：更新中断使能捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1）位15：输出比较2清零使能位14:12：输出比较2模式位11：输出比较2预装载使能位10：输出比较2快速使能位9:8：捕获/比较2选择位7：输出比较1清零使能位6:4：输出比较1模式位3：输出比较1预装载使能位2：输出比较1快速使能位1:0：捕获/比较1选择捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）位15：捕获/比较4输出极性位13：捕获/比较4输出极性位12：捕获/比较4输出使能位11：捕获/比较3输出极性位9

：捕获/比较3输出极性位8

：捕获/比较3输出使位7：捕获/比较2输出极性位5：捕获/比较2输出极位4：捕获/比较2输出使能位3：捕获/比较1输出极性位1：捕获/比较1输出极性位0：捕获/比较1输出使能预分频器（TIMx_PSC）位15:0：预分频器值自动重载寄存器（TIMx_ARR）位15:0：自动重载值电路原理图无人机控制信号-PWM输出配置STM32F407芯片定时器相关寄存器，实现PWM输入捕获。练习简述PWM输入捕获过程。01代码实现其他PWM输入捕获。02本章通过对STM32的USART以及DMA介绍基于MAVLink通信协议，实现了无人机的数据收发。第4章无人机通信1234无人机消息数据帧解析-串口DMA5无人机Mavlink消息收发无人机通信基础-串口轮询无人机通信基础-串口中断无人机消息数据收发-串口DMA无人机通信基础-串口轮询1234无人机消息数据帧解析-串口DMA5无人机Mavlink消息收发无人机通信基础-串口轮询无人机通信基础-串口中断无人机消息数据收发-串口DMA无人机通信基础-串口轮询了解串口的工作原理、ARMCortex-M系列芯片的串口的分类01通过配置STM32F407芯片的串口驱动，来实现串口通信。02无人机通信基础-串口轮询串口作为MCU的重要外部接口，同时也是软件开发重要的调试手段。通用同步异步收发器（USART）能够灵活地与外部设备进行全双工数据交换，满足外部设备对工业标准NRZ异步串行数据格式的要求。USART通过小数波特率发生器提供了多种波特率，通过配置多个缓冲区使用DMA可实现高速数据通信。串口结构串口异步通信需要定义的参数状态寄存器（USART_SR）数据寄存器（USART_DR）波特率寄存器（USART_BRR）控制寄存器（USART_CR1）控制寄存器（USART_CR2）控制寄存器（USART_CR3）原理图无人机通信基础-串口轮询通过配置STM32F407芯片的串口驱动，来实现串口通信练习简述串口轮询实现过程。01实现其他串口轮询。02无人机通信基础-串口中断1234无人机消息数据帧解析-串口DMA5无人机Mavlink消息收发无人机通信基础-串口轮询无人机通信基础-串口中断无人机消息数据收发-串口DMA无人机通信基础-串口中断了解串口的工作原理、ARMCortex-M系列芯片的串口的分类以及串口的中断响应01通过配置STM32F407芯片的串口和中断，来实现数据的收发02中断中断是指当CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件（外部或内部），引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序（中断服务子程序或中断处理程序），以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程就称为中断，引发中断地称为中断源。嵌套向量中断控制器NVIC，全称：Nestedvectoredinterruptcontroller，即嵌套向量中断控制器。Cortex-M4具有82个可屏蔽中断通道，16个可编程中断优先级（使用4位中断优先级）。中断优先级是指，假设有两中断先后触发，已经在执行的中断优先级如果没有后触发的中断优先级高，就会先处理优先级高的中断。中断向量表无人机通信基础-串口中断通过配置STM32F407芯片的串口和中断，来实现数据的收发练习简述串口中断和串口轮询的区别。01简述串口中断的实现过程。02无人机消息数据收发-串口DMA1234无人机消息数据帧解析-串口DMA5无人机Mavlink消息收发无人机通信基础-串口轮询无人机通信基础-串口中断无人机消息数据收发-串口DMA无人机消息数据收发-串口DMA了解DMA的工作原理01通过配置STM32F407芯片的DMA，来完成通过DMA实现串口数据收发02DMADMA，全称：DirectMemoryAccess，直接存储器访问用于在外设与存储器之间以及存储器与存储器之间提供高速数据传输。可以在无需任何CPU

操作的情况下通过DMA快速移动数据。这样节省的CPU资源可供其它操作使用。外设存储器存储器存储器DMA控制器DMA控制器可以执行的事务外设到存储器的传输存储器到外设的传输存储器到存储器的传输低中断状态寄存器（DMA_LISR）高中断状态寄存器（DMA_HISR）数据流x配置寄存器（DMA_SxCR）数据流x数据项数寄存器（DMA_SxNDTR）数据流x外设地址寄存器（DMA_SxPAR）STM32F407的时钟框图DMA通道列表无人机消息数据收发-串口DMA通过配置STM32F407芯片的DMA，来完成通过DMA实现串口数据收发练习简述串口+DMA数据解析的过程。01独立设计一组数据格式实现数据的发送、解析。02无人机消息数据帧解析-串口DMA1234无人机消息数据帧解析-串口DMA5无人机Mavlink消息收发无人机通信基础-串口轮询无人机通信基础-串口中断无人机消息数据收发-串口DMA无人机消息数据帧解析-串口DMA了解数据帧解析的方法01在使用DMA进行串口数据收发的基础上，实现数据帧解析02数据帧消息头（1）数据长度（1）命令号（2）数据（LEN）校验位(1)STARTLENCMD1、CMD2DATAFCS状态机1信息头状态2数据长状态3CMD1状态6校验状态5数据状态4CMD2状态无人机消息数据帧解析-串口DMA在使用DMA进行串口数据收发的基础上，实现数据帧解析练习简述串口+DMA数据解析的过程。01独立设计一组数据格式实现数据的发送、解析。02无人机Mavlink消息收发1234无人机消息数据帧解析-串口DMA5无人机Mavlink消息收发无人机通信基础-串口轮询无人机通信基础-串口中断无人机消息数据收发-串口DMA无人机Mavlink消息收发掌握Mavlink通信协议的原理01能够增加自定义通信协议包，实现数据传输和收发校验02无人机Mavlink消息收发Mavlink协议最早由苏黎世联邦理工学院计算机视觉与几何实验组的LorenzMeier