西安石油大学 刘 丽 颜 瑾 贾覃溶钊 杜雨欣 郝 杰 王晓倩 韩楚赢

本文设计了一种微小型的四轴旋翼飞行器方案。在硬件方面，使用STM32芯片作为主控CPU，在无线通信方式上，选择NRF24L01和蓝牙。在控制算法上采用了经典的PID算法，结合平衡补偿实现了飞行器的稳定飞行。

1.系统总体框图

四旋翼飞行器（邓矛.关于四轴飞行器的姿态动力学建模[J].科技创新导报.2012(9):256-256.）机动灵活，成本低廉，安全可控。另外，短距离的无线通信技术迅速普及，在四旋翼飞行器中嵌入蓝牙、Zigbee、NRF24L01等无线通信模块，不仅可以直接接收飞行数据和航拍数据，还可以遥控引导飞行器。

图1-1 四轴旋翼飞行器总体系统框图

2.部分硬件模块设计

在四轴飞行器系统中，通常包括测量飞机运动信息的各种传感器，如陀螺仪、加速度计、高度表等。也包括控制飞行器运动的控制计算机和电传设备等（唐懋.基于Arduino兼容的Stm32单片机的四旋翼飞行器设计[D].厦门大学,硕士论文, 2014.）。本设计主要研究的是四轴飞行器遥控系统的实现方法，固在传感器上仅使用到最基本的陀螺仪和加速度计作为机载传感器。而在通信方式上选择了NRF24L01与Bluetooth同时兼容的办法。

2.1 CPU选型

CPU是整个系统的核心器件，四轴飞行器的姿态解算、数据收发、电机控制等运算都由CPU来完成。固CPU的选型对整个系统的性能有着至关重要的影响。

表1 .1 常用CPU性能比较

STM32F103T8U6为3.3V供电，共有24个IO口。芯片内含2个ADC模块共有18路ADC接口、含有一个硬件SPI接口和一个硬件I2C接口、一个USART接口、带四路通道的定时器两个，符合本设计功能要求。……