论文总字数：16706字

摘 要

无人机代表了一个国家综合科技实力的发展水平，是社会发展的必要产物。小型四旋翼飞行器与其它飞行器相比，其优势在于其机械结构较为简单，故障率低和单位体积能够产生更大的升力等特点；另一方面，小型四旋翼飞行器具有在小范围内起飞，盘旋，着陆的能力，操控性能较高。无人机在军用、民用领域均具有广阔的应用前景，成为全球的研究热点。

本次课题设计采用TMS320F2812作为飞行器控制CPU，提高了CPU的冗余度和无人机的飞行安全。采用si4432作为数据链路传输通道，实现DSP与数传模块之间的双向通信，采用FIFO中断读取数据对飞机的飞行姿态数据信息实时下传和接收地面站控制指令，实现了对四旋翼飞机飞行姿态的调整及飞行速度控制。

通过实验结果表明，本次课题设计实现了对飞机飞行姿态的数据采集并将其显示到控制中心，同时控制中心可根据这些数据对飞机的飞行姿态发送调整控制指令。

关键词：四旋翼飞行器 遥控 双向通信 DSP

Remote Data Based DSP28x

Abstract

UAV which is recongnized as the symbol of the national strength in science and technology has been attracted the world’s attention. Quadrotor UAV compared with other aircraft, its advantage is that the mechanical structure is simple, low failure rate and characteristics of unit volume can produce greater lift and so on; On the other hand,its control performance is high,and it can take off,hover,flight in small scope. So it has broad application prospects, has become a research hotspot at home and abroad.

In the design using TMS320F2812 as vehicle control CPU to improve the redundancy of the CPU and the flight safety of UAV, Using si4432 as a data link transmission channel, the realization of DSP data transmission module and two-way communication, Using FIFO interrupt to read attitude data and real-time transmission

and receiving ground station control command. It realizes the remote control of quadrotor UAV flight attitude adjustment and flight speed control.

The subject realized that collect the flight data and display it to the control center, at the same time, the control center can adjust the flight attitude based on the data.

Keywords: Quadrotor UAV； remote control； two-way communication； DSP

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究的背景与意义 1

1.2 四旋翼飞行器的发展历史与研究现状 1

1.3 论文研究的主要内容及布局安排 2

1.3.1 主要内容 2

1.3.2布局安排 2

第二章 四旋翼电调数据无线传输功能实现 4

2.1 DSP电调控制器功能概述 4

2.1.1 TMS320F2812性能概述 4

2.1.2 TMS320F2812结构概述 5

2.1.3 TMS320F2812功能简述 5

2.1.4 DSP集成环境CCS介绍 6

2.2 SCI通信接口 6

2.2.1 SCI电器参数 6

2.2.2 SCI通信数据格式 7

2.3 SCI通信功能软件实现 8

2.3.1 SCI系统初始化 8

2.3.2 SCI查询方式发送数据软件实现 10

2.3.3 SCI中断方式数据接收软件实现 12

第三章 控制中心功能实现 14

3.1 无线模块功能简介 14

3.2 通信协议设计与实现 15

3.2.1 控制中心与陀螺仪和GPS间的通信协议 15

3.2.3 控制中心与DSP之间的通信协议 15

3.3 人机交互界面功能实现 16

3.3.1串口数据的读取 16

3.3.2调速功能的实现 17

第四章 系统调试及功能实现 18

4.1无线模块收发功能调试 18

4.2 DSP端中断接收数据调试 20

4.3 下位机与上位机间的数据传输 22

4.4 遥控、遥测程序的整合及调试 23

第五章 总结与展望 24

5.1 总结评价 24

5.2 展望 24

致 谢 26

参考文献 27

第一章 绪论

1.1 研究的背景与意义

随着日益复杂的战争环境，战争空间不再局限于地面作战，已全面覆盖了海陆空等多个空间，对在战争中作战的“人”面临的挑战也日益严峻，这就迫切需要无人化的军事装备来代替“人”完成挑战任务^[1]。与此同时，随着现代社会的信息科学技术、航空技术一系列高新技术等的发展，“无人机”应运而生，在二十一世纪已经成为一个国家国力的代表。

无人机功能强大，而且成本低廉，在军事化应用中可对敌机进行侦查、攻击、诱惑等多种军事任务；除此之外，无人机在民用领域也有很重要的作用。在抗震救灾中，无人机可进入某些危险的区域来寻找幸存者；在环境地理检测方面，可对重大自然灾害通讯中继、电力巡线、城市航测等；同时还可以将其用于大气研究、高速公路监控等多个领域^[2]。

无人机的主要组成部分有：飞机机身、数据通信系统、飞行管理与控制系统、电源系统、发射回收系统等^[3]。按控制方式分为：自主控制、半自主控制、遥控式以及三者相结合的类型。按军事用途可分为：靶机，主要用于军事演习中对敌军飞机或导弹的飞行路径和攻击模式的模拟；无人侦察机，用于对敌方的实战基地进行侦察获取对作战行动有利的情报；诱饵无人机，制造假象诱使敌方雷达等电子侦察设备开机获取相关信息，自动发射导弹；作战无人机，主要用于对敌方的电子侦察设备进行干扰和侦察^[4]。

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