DIY四軸飛行器——基于MSP430F5系列單片機與Android ( 簡體 字) |
| 作者：黃和悅 | 類別：1. -> 電子工程 -> 無人機
2. -> 電腦組織與體系結構 -> 單晶片 -> MSP430
3. -> 程式設計 -> 手機程式 -> Android |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 42440
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NT售價： 210 元 |
| 出版日：9/1/2015 |
| 頁數：192 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121270543 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：前 言
四軸飛行器（四旋翼飛行器）是最近比較火的一種機電類設備，目前，從科技競賽到航拍、偵查，隨處可見四軸飛行器的身影。四軸飛行器是機械、通信、電子、自動控制幾大學科融匯的具有較高科技含量的一種設備，主要承載了微處理器、慣性導航、自動控制、無線通信、電腦上位機軟件、電路設計、PCB制作、外部機械結構設計、空氣動力學及基本的航模控制知識。
因此，四軸飛行器十分適合作為電子信息、自動控制等學科的研究課題，也適合用作這些專業的教學、科技實踐、工程實訓設備。
筆者在制作四軸飛行器教學設備的過程中，感覺很多知識比較零散，而詳細探討四軸飛行器的書籍不是很多，因此斗膽編寫了本書，希望能與喜歡四軸的朋友們一起分享經驗，同時也對MSP430系列的知識做一簡單介紹。
筆者自身是一個比較駑鈍的人，能寫成此書，離不開身邊人們的大力支持和幫助，在此致謝，略表心意。
首先感謝我的研究生階段導師趙建教授，趙老師多年來悉心教育學生，不斷引導我們要創新，對于技術要精益求精，從本科開始給了我極多的耐心教導和幫助，以及方向性的建議。
其次，無論有沒有本書，必須感謝我的父母、女友、親人們的大力支持和鼓勵，以及充分的理解和關心。
制作四軸的過程中，身邊小伙伴們也非常給力，給了我很多的支持和關心，也特此感謝我的朋友們！尤其是對于手機APP及PPT的制作，要感謝孔玉英的大力支持。
具體到算法上，筆者從MK、MWC、KKC等開源飛控代碼，以及Madgwick、seawood、Cnmusic、zksniper等網友的文章中（很多在Amobbs）得到了很多啟發，在此對其表示感謝！制作四軸的過程中從TI（德州儀器）公司申請了不少免費芯片，對TI公司及其大學計劃表示感謝！
最后，電子工業出版社對本書給予了很多關懷和支持，在此表示感謝！
感謝所有關心與支持過我們及Flappy430的人！
時間倉促，水平有限，多有不盡不全之處，只能說是框架性的入門，還望高人們多多指點。
作 者
2015年7月于西安電子科技大學
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內容簡介：四軸飛行器（四旋翼飛行器）是最近比較火的一種機電類設備，應用范圍很廣，從科技競賽到航拍、偵查，隨處可見四軸飛行器的身影。作者根據自己參加競賽的實踐經驗編寫了本書，引領讀者DIY四軸飛行器。 本書以TI公司的MSP430F5為控制器，首先簡要介紹了四軸飛行器的歷史，給出了四軸飛行器的組成部分及各部分的功能，接著介紹MSP430F5及Flappy430硬件、MSP430開發環境和編程方法、MSP430功能模塊和四軸坐標系，然后詳細講述四軸飛行控制——卡爾曼濾波/四元數法，以及安卓程序的開發，最后講解了四軸飛行器的實際使用及操作要點。 |
目錄：第1章 四軸飛行器概述 1
1.1 四軸飛行器的歷史 1
1.2 四軸飛行器的現狀、應用及微型化 2
1.3 四軸飛行器的力學原理及控制框圖 6
1.3.1 四軸飛行器的力學原理 6
1.3.2 四軸的坐標及控制知識初步 8
第2章 四軸飛行器的組成及各部分功能 9
2.1 四軸飛行器組成概述 9
2.1.1 2.4 GHz遙控器及接收機 9
2.1.2 藍牙/WiFi等遙控器及接收機 10
2.1.3 姿態檢測單元 10
2.1.4 處理器 11
2.1.5 調試器 11
2.1.6 電機驅動及電機 11
2.2 遙控器 12
2.2.1 2.4 GHz遙控器 12
2.2.2 藍牙/安卓遙控 16
2.3 電機及驅動 18
2.3.1 無刷電機及電調 18
2.3.2 有刷電機及驅動電路 21
2.4 機架 23
2.4.1 大四軸飛行器機架 23
2.4.2 微型四軸飛行器機架 24
2.5 電池 24
2.6 飛控 25
第3章 MSP430F5簡介及Flappy430硬件 27
3.1 MSP430F5系列介紹 27
3.2 Flappy430學習板介紹 29
3.3 PCB布線心得 34
3.4 硬件實物圖及基本使用 34
3.5 配套資料及學習微處理器的順序 37
第4章 MSP430開發環境及編程方法 38
4.1 IAR安裝及使用 38
4.1.1 軟件及仿真器安裝 38
4.1.2 Flappy430軟件驅動及串口通信軟件 40
4.2 IAR的使用和調試 43
4.2.1 IAR的界面 43
4.2.2 新建一個工程并調試 44
4.3 Flappy430程序介紹及學習板的使用 48
4.3.1 新建Flappy430飛控工程 48
4.3.2 Flappy430學習板的裝配及使用 50
4.4 MSP430F5編程介紹 55
4.4.1 頭文件 56
4.4.2 庫函數 58
4.5 C-430的特性及編程風格 59
4.5.1 C-430的數據類型 59
4.5.2 位帶操作，常用語句形式 59
4.5.3 自寫函數的接口規范 60
4.5.4 中斷系統架構和中斷函數寫法 60
4.5.5 分離式源文件、頭文件的組織 64
第5章 MSP430功能模塊及四軸坐標系 66
5.1 時鐘系統 66
5.2 數字IO口 71
5.3 端口映射（Portmapping）功能 76
5.4 定時器Timer 78
5.5 PWM波 83
5.6 串口USCIA_uart 87
5.7 藍牙/PC上位機及反饋測試 93
5.7.1 PC上位機通信協議 93
5.7.2 藍牙通信協議 95
5.7.3 上位機測試四軸反饋 98
5.8 陀螺儀、加速度計及磁強計 100
5.8.1 陀螺儀 100
5.8.2 加速度計ADXL345 108
5.8.3 磁強計 109
5.8.4 LSB概念及分析 112
5.9 PID算法及機體坐標系初步分析 113
5.9.1 PID算法的構造分析 113
5.9.2 四軸機體坐標系的構建 115
第6章 四軸飛行控制——卡爾曼濾波/四元數法 122
6.1 傳感器中立點 122
6.2 基于卡爾曼濾波的姿態計算方法 125
6.3 卡爾曼濾波法分析及測試 136
6.3.1 積分限幅及數據類型選擇 136
6.3.2 算法效果測試 138
6.3.3 轉換系數/LSB與傳感器更換分析 140
6.3.4 算法loop周期的優化 141
6.4 PID調節器的構造及分析 142
6.4.1 PID算法各項的構造 142
6.4.2 PID算法各參數的整定 144
6.4.3 磁阻鎖定及Yaw軸反饋 145
6.5 四元數算法的介紹及應用 149
6.5.1 四元數算法介紹 149
6.5.2 四元數算法的程序及實際應用 153
6.5.3 測試及分析 158
6.6 MWC飛控算法簡介 159
第7章 安卓程序簡介 164
7.1 安卓系統簡介 164
7.2 安卓遙控器開發 165
第8章 四軸飛行器實際使用及操作 175
8.1 四軸飛行器起飛前的調校 175
8.2 四軸飛行器在飛行中常見問題的解析 178
附錄A Flappy430 PCB圖 181
附錄B Flappy430整體原理圖 182
附錄C 本書資料下載 183
參考文獻 184
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