怒飞垂云“鹏心”通用型飞控说明书

经过长达一年的等待，怒飞垂云“鹏心”通用型飞控已经上市，淘宝链接：点我

硬件参数

• 处理器：STM32F765IIK6（Cortex M7内核，216MHz主频，2MB flash，512kB RAM）
• 加速度计：ICM-20689、BMI088
• 陀螺仪：ICM-20689、BMI088
• 磁罗盘：IST8310
• 气压计：MS5611
• FRAM：FM25V02
• 日志存储：TF卡
• 遥控器输入：1个，支持PPM、SBUS、DSM
• PWM接口：14个（8个主输出，6个AUX输入/输出）
• CAN总线接口：2个
• 串口：5个
• IIC接口：3个
• 电源接口：1个，含电压、电流传感器
• 安全开关接口：1个
• USB接口：GH连接器转Type-C
• 尺寸：63.1mm*43.4mm*17.4mm
• 重量：56g

配件

• USB Type-c 线 × 1
• GH转USB Type-c 模块 × 1
• 电源模块 × 1 ：3S~12S 转5V/5A
• TF卡 × 1 ：16G
• GH线缆若干
• GPS模块（选配）：ublox M8N，CAN总线接口，集成RGB LED，IST8310外置磁罗盘

固件下载

　我们会定时发布稳定版的固件（固定翼、多旋翼、无人车等），下载地址：

链接：https://pan.baidu.com/s/1Ri_YiuwkFlV3164sskpaKg
提取码：nfcy

　当然，你也可以自主编译固件并下载，参考链接：http://www.nufeichuiyun.com/?p=834

注意，暂时不支持使用MissionPlanner联网自动下载固件，请使用MissionPlanner的“加载自定义固件”的功能来烧写固件。

接口定义

需要飞控控制舵机的用户请注意：上图中PWM输出接口中，只有SBUS信号（RC IN）对应的电源插针是与飞控内部5V连接在一起的，从而飞控可以为遥控器接收机供电。但是，其他PWM接口（M1~M8、A1~A6）的电源插针是没有跟飞控内部的5V连接在一起的，我们只是将这些PWM接口（M1~M8、A1~A6）的电源并联在了一起。这样做的原因是：在某些固定翼应用中，如果使用飞控内部5V给舵机供电，舵机的峰值电流如果过大，可能导致飞控电源模块过流保护，进一步导致飞控重启，这是非常致命的，因此业内普遍的做法是将飞控和舵机分开供电。对于我们这个飞控，大家只需要在任意一个空余的PWM接口上插一个UBEC模块，即可为所有PWM接口提供单独的5V电源，从而在不修改任何线缆的情况下，实现飞控与舵机的单独供电。

输出通道与参数对应关系：全部参数表中，SERVO1~SERVO8对应硬件的M1~M8，SERVO9~SERVO14对应硬件的A1~A6。

设计思路及常见问题解答

1、为什么不上STM32H7，而是采用了STM32F7？

　在硬件设计上，无人机飞控以稳定可靠为第一优先级，这一点与一年一代的手机等电子产品不同。原版Pixhawk采用STM32F4系列单片机，发布已经将近7年了，但是其配置放到现在依然不过时，只是RAM大小逐渐无法满足更多的飞控功能需求。基于STM32F7系列单片机的开源飞控已经上市2年多了，APM固件对其支持已经非常完善，运行起来也称得上稳定可靠；而基于STM32H7系列单片机的开源飞控最近陆续发布，APM对其支持还在不断完善中，因此“怒飞垂云”的第一款通用型飞控决定基于STM32F7开发，达到性能和稳定性的均衡。

2、为什么只采用了2套IMU，而不是3套？

　根据我多年的飞行经验来看，2套IMU已经够用，如果为了凑够3套IMU，再额外加上一个低成本的IMU芯片意义不大。我们采用BMI088这款相对较贵的IMU（当然性能也更好😊），结合ICM-26089，足以达到较高的可靠性。

3、为什么没有采用内减震的设计思路？

　飞了这么多年的无人机，我发现不管飞机是大是小，尽量都要上减震。但是不同飞机的震动特性差异很大，一种减震方法很难做到匹配多种机型。因此，作为一款通用型飞控，“怒飞垂云-鹏心”通用型飞控没有做内减震，这一方面降低了成本，另一方面也利于大家根据自己飞机的特性选择减震措施。不过，大部分情况下，我推荐使用“减震神器”，它之所以是“神器”，就是因为大部分情况下它能直接完美地解决问题。

4、USB座为什么不做在飞控底板上，而是通过GH连接器引出？

　大部分情况下，我们都是将飞控安装在机身里面的，可是“刷固件”、“下载日志”等常用操作又需要经常用到USB接口，使用USB延长线是能解决这个问题，但是一般USB延长线等线材都比较硬，拉扯着飞控会极其影响“外减震”的效果，多年来我深受其扰，因此我们将USB口直接通过GH连接器引出，方便使用。

5、为什么只支持APM（ardupilot）固件，而不支持PX4固件？

　从硬件上，我们是可以支持PX4固件的，但是需要一定的移植工作。我个人使用、修改APM固件将近6年，对APM更加熟悉，并且在网易云课堂上发布了一门基于APM固件的《无人机固件开发教程》（教程链接：https://study.163.com/course/introduction/1209568864.htm?share=1&shareId=1448054983），门门通，不如一门精，我们很少遇到既用到APM固件又用到PX4固件的情况，因此我们的硬件暂时只支持APM固件，并且打算在APM固件的深入研究这条路上越走越远。

6、为什么采用“核心板”+“底板”的架构？

　此飞控将飞控所有的关键功能集成到了核心板上，将接口芯片放在了底板上，二者使用2mm间距排针焊接在一起。试想一下，如果你想快速制作出一款针对垂直起降固定翼无人机的飞控，打算将空速计、电源模块集成到飞控中，使用怒飞垂云飞控核心板，最快可以在1周内拿到整个飞控实物，这是不是很方便？如果你更急，直接将飞控核心板焊接在2mm间距的“万用板”上，1天是不是可以出一个专用飞控？

7、为什么核心板采用2mm间距排针而不是更紧凑的表贴B2B连接器？

　a、2mm间距排针引脚间距够大，两个引脚间可以走线，方便底板布线；b、2mm间距排针可以直接焊接在底板上，相对于插接件可靠性更高，并且不需要通过螺丝将核心板和底板固定在一起。

8、为什么飞控本体上没有集成RGB LED？

　大部分情况下，我们都是将飞控放在机身内部的，飞控本体集成RGB LED意义不大（当然调试的时候方便），因此“怒飞垂云-鹏心-通用型飞控”本体没有集成RGB LED，用户可以使用外置LED，或者“怒飞垂云GNSS模块”上集成的RGB LED。

9、作为一款开源硬件，都公开哪些设计资料？

　作为一款开源硬件，怒飞垂云“鹏心”通用型飞控向用户提供核心板、底板、电源模块的PCB设计文件以及飞控外壳的三维图。下载地址：链接。

　使用这些文件，用户可以直接生产出一模一样的飞控，并且也可以将这些设计文件应用到自己的设计中。电路板设计文件中的原理图、封装都是经过验证的，大家可以放心使用。可以说，怒飞垂云“鹏心”飞控算是业内开源开的最彻底的。

使用注意事项

1、连接GPS模块

　注意，如果飞控只连接一个串口版的GPS模块，请插在“S3&IIC4”接口上，不要插在“S4&IIC2”上，否则无法识别到GPS。

2、电源模块设置

　由于对系统总电流的测量需要在供电回路中串联电阻，这会在一定程度上降低系统的可靠性，因此飞控附带的电源模块只保留了总电压测量的功能，在全部参数表中修改如下参数的值可以打开电压测量功能：

• BATT_MONITOR：3
• BATT_VOLT_MULT：19.47
• BATT_VOLT_PIN：0

3、串口对应关系

　飞控中有两个串口概念：一个是物理串口概念（UART1~UART8），另一个是软件里的串口概念（SERIAL0~SERIAL7），比较让人困惑的是二者不是一对一关系，比如UART1不是对应SERIAL1。为了方便大家使用，我们这个飞控设计时将对应关系梳理了一下，在飞控外壳激光打标的标记里直接标记了“SERIALx”字样，直接与全部参数列表中的SERIALx_BAUD等参数一一对应，在字符太长的地方，我们将“SERIALx”简称为了“Sx”，比如“S4&IIC2”表示“SERIAL4和IIC2”。各个SERIAL对应功能列举如下：

• SERIAL0：这个实际对应的是USB接口，飞控的USB接口插到电脑上之后会虚拟成一个或者两个串口，由于是虚拟串口，因此没有实际的波特率一说，大家通过USB连接飞控时不需要刻意选择波特率，使用任何波特率都行；
• SERIAL1：默认参数下是用来接数传电台，默认波特率为57600。但是注意，后面的“SERIAL2~SERIAL5”都可以配置为接数传电台，只需要将“SERIALx_PROTOCOL”设置为1即可。当然也可以根据自己的实际需求将其配置为其他任意功能，非常灵活；
• SERIAL2：默认参数下也是用来接数传电台的，默认波特率是57600；
• SERIAL3：默认参数下接第一个GPS，注意，如果你只有一个GPS，请插到这个接口上面。在此飞控中SERIAL3和IIC4共用了一个GH6pin连接器（打标：S3&IIC4），用来接市面上常用的含外置磁罗盘的GPS模块，其中GPS的TX接飞控的RX，GPS的RX接飞控的TX，磁罗盘的SCL接飞控的SCL，磁罗盘的SDA接飞控的SDA（也就是说只有串口需要交叉连接，其余接口不能交叉连接）；
• SERIAL4：默认参数下接第二个GPS，注意，如果你有两个GPS，将第二个GPS插到这个接口上面。
• SERIAL5：默认参数下处于关闭状态，可以配置为任何功能；
• SERIAL6：飞控中并没有引出，保持默认参数即可。