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电子设计大赛四旋翼设计报告最终版

四旋翼飞行器（A 题）参赛队号：20140057号

四旋翼飞行器

设计摘要：

四旋翼作为一种具有结构特殊的旋转翼无人飞行器，与固定翼无人机相比，它具有体积小，垂直起降，具有很强的机动性，负载能力强，能快速、灵活的在各个方向进行机动，结构简单，易于控制，且能执行各种特殊、危险任务等特点。

因此在军用和民用领域具有广泛的应用前景如低空侦察、灾害现场监视与救援等。多旋翼无人机飞行原理上比较简单，但涉及的科技领域比较广，从机体的优化设计、传感器算法、软件及控制系统的设计都需要高科技的支持。

四旋翼无人机的飞行控制技术是无人机研究的重点之一。它使用直接力矩，实现六自由度（位置与姿态）控制，具有多变量、非线性、强耦合和干扰敏感的特性。此外，由于飞行过程中，微型飞行器同时受到多种物理效应的作用，还很容易受到气流等外部环境的干扰，模型准确性和传感器精度也将对控制器性能产生影响，这些都使得飞行控制系统的设计变得非常困难。

因此，研究既能精确控制飞行姿态，又具有较强抗干扰和环境自适应能力的姿态控制器是微小型四旋翼飞行器飞行控制系统研究的当务之急。

一、引言：

1.1 题目理解：四旋翼飞行器，顾名思义，其四只旋转的翅膀为飞行的动力来源。四只旋转翼是无刷电机，因此对于无刷电机的控制调速系统对飞行器的飞行性能起着决定性的作用。在本次大赛中，需要利用四旋翼飞行器平台，实现四旋翼的起飞，悬停，姿态控制，以及四旋翼和地面之间的测距等功能。

1.2 设计思路：为了满足飞行器的设计要求，要使用以微控制器为核心的控制系统，使本系统以MC9S12XS128模拟出控制信号，用STM32 MMC10接收模拟信号，然后翻译出模拟信号，利用加速度与陀螺仪传感器采集飞行器的飞行数据，加以闭环调控和精准的控制算法。进行上升、下降以及悬停等动作。

1.3 特点：本飞行器脱离遥控器控制，用微处理器实现整个飞行过程全自动控制，控制精度高。

二、方案设计：

系统主要由STM32模块，微处理器MC9S12XS128模块，电源模块，电机模块，超声波模块，加速度陀螺仪模块等构成。

系统总体框图如下图（图2.0）：

STM32 MMC10

四路

PWM

通道

电调

无刷电机

高度显示数码管

信号接收

MC9S12XS128

GPIO

模块

时钟

模块

超声波传

感器

电源

图2.0 其中微处理器MC9S12XS128模块的外围电路见附录一2.1 控制系统选择方案：

2.1.1 方案一：选择Coldfire系列芯片作为系统控制的主控板，因为在以往队员们做过飞思卡尔智能车竞赛，对此系列的芯片做的比较熟悉，芯片功能强大，但以往做的核心板较大，所需的电路较多，考虑到四轴飞行器的轻便，故而不太是一个很理想的选择。

2.1.2 方案二：主控板使用STM32。STM32板子的I/O口很多，自带定时器和多路PWM，可以实现的功能较多，符合实验要求。Stm32迷你板在体积和重量上也不是很大，对飞机的载重量要求不是很高。

综上所述，我们一致决定使用STM32 MMC10作为此次大学生电子竞赛的主控板。

2.2 飞行姿态的方案论证：

2.2.1 方案一：十字飞行方式。四轴的四个电机以十字的方式排列，x轴和y轴成直角，调整俯仰角和翻滚角的时候分开调整，角度融合简单，适合初学者，能明确头尾，飞行时机体动作精准，飞控起来也容易。

2.2.2 方案二：X行飞行方式。四轴的四个电机以X字的方式排列，灵活性和可调性较高，调整的时候应该相邻两个融合调节，融合复杂。X型飞行方式非常自由灵活，旋转方式多样，可以花样飞行，也可以做出很多高难度动作，但是控制上相对比较困难。

综合以上两种方案鉴于我们是初次尝试，所以选择了方案一。

2.3 角度测量模块方案论证

2.3.1 方案一：光纤陀螺仪。光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件，由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播。光传播路径的变化，决定了敏感元件的角位移。光纤陀螺仪寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻，但是成本较高，鉴于我们这是初次尝试，需要多次实验，破坏较大。

2.3.2 方案二：MPU6050三轴陀螺仪。MPU6050三轴陀螺仪就是可以在同一时间内测量三个不同方向的加速度、角速度、角度。单轴的话，就只可以测定一个方向的量，那么一个三轴陀螺就可以代替三个单轴陀螺。它现在已经成为激光陀螺的发展趋向，具有可靠性很好、结构简单不复杂、重量很轻和体积很小等等特点，但是其输出数据需要大量的浮点预算才能保证较高的精度，这样会影响主控板对最终的姿态控制的响应速率。

综合以上两种方案，我们选择了方案二

2.4 飞行器距地距离显示的方案论证：

2.4.1 方案一：选用LCD液晶显示：LCD液晶显示在显示效果上较丰富，可以显示字母，数字等等需求，但在我们实际编写的时候发现驱动代码稍显复杂，

显示效果在实际光线较亮的时候外界不容易清晰的看到LCD 显示的内容，尤其是当四轴飞行器在实际飞行的过程中，显示效果并不理想。

2.4.2 方案二：选用LED 数码管显示：实际的观察中，发现数码管的显示比较单一，但显示内容清晰可辨认，实际使用中对系统的占用资源也比较少。

考虑比赛要求只要求看到实际的显示效果，因而我们决定使用数码管来显示四轴飞行器距离地面的距离。

2.5 确定方案之后，针对题目要求，最终编写出合适算法，进行控制。程序流程图如下（图2.1）：

开始

陀螺仪加速度校准

上升起飞

控制器姿态处理程

序高度<50cm

计时

下降处理

姿态控制

高度<50cm

上升处理

姿态控制

高度<100cm

T>5秒

N Y

上升处理

计时

下降处理

上升处理姿态控制T>5秒

高度<50cm N

下降处理姿态控制

结束

图2.1

2.6 程序部分核心代码见附录二

三、设计实现：

3.1 超声波测距模块:

由于竞赛要求需要四轴飞行器悬停在一个距离，因而在我们做的过程中，选用超声波传感器用于测量四轴飞行器距离地面的距离，测量误差实际保证在1cm一下，基本做到精确测量，在写超声波模块的

驱动时，开始我们只想通过在程序中写一个无限循环的延时程序来测量超声波往返的时间，这种方法在开始单步调试测距的时候表现正常，可以读到正确数据，但在单片机中加入中断优先级的程序时这种方法就不能胜任了。

最后经我们小组讨论决定利用单片机的pit中断实现超声波模块的测量往返时延，测量精确。实验效果较好。

3.2 显示报告飞行高度:

在我们的方案设计中小队决定使用数码管来显示四轴飞行器距离地面的高度，在我们做的过程中首先要解决的问题就是选用静态显示还是动态显示的问题，开始因为想的比较简单就想单纯的用I/O口置高与置低电平来控制LED数码管的亮暗，发现如果4位数码管显示的话所用到的I/O口就需要4*8=32个IO口，这对单片机有限的引脚来说是一个巨大的负担，在查找资料与请教老师后我们找到一种动态显示数码管的方法很好的解决了这个问题，所需引脚仅仅用11个，实际测试中，显示效果很好。

四、测试：

4.1 硬件测试：将四旋翼模型拆解，然后用物理法测量中心，使其重心维持在四轴飞行器的中心。然后按顺序将电池，主控板，陀螺仪等机械硬件使其牢固的装在模型飞机上。硬件测试使用了万能角度尺、示波器、万用表、压线钳、电量测量仪等。

4.2 软件测试：为了保证PWM波输出的正确性，每次改动程序初始化之后用示波器测试波形的输出，保证其占空比和周期的正确性。在正式算法程序之前，又用串口显示每个电机PWM输入，观察电机在各个PWM占空比的电机转速。确保软件反应硬件是规律一致的。

软件测试最关键的是PID的参数调试，其中，p参数是调整整个四旋翼飞行器的反应速度和力度的，调节p参数以当整个模块反应迅速并且四旋翼振动频率四边偏差不大的时候即可完成，d参数在这之中的目的是一个抑制作用，当振荡幅度过大的时候能从任意角度一次直接返回平衡位置。I参数是一个积分项，当哪一边反应过小时可以加一个i参数，这样就成了一个完整的PID参数调试了。

4.3 硬件软件联合测试：此步主要通过在STM32平台下进行编程，进行一系列的算法设计与调校，确认四旋翼飞行器是否能够飞行，通过大量的测试与实践，找出能刚刚使飞行器的电机占空比（PWM）值，当然，这一步可以通过联合超声波距离传感器设计一个动态PID调节，具体的调节方法依据能反应姿态的传

感器联合作用。

五、完成情况：

在本小组所有队员这几天的努力调试下，本次完成情况如下，飞行器能够垂直起飞，起飞后能在50cm出悬停5s以上，然后飞行器可以继续垂直上升至100cm 出，能悬停5s以上，在平稳回到原地的过程中，因为没有其他的传感器给飞行器提供路径的识别，所以回到原地的过程中，一切只能依靠软件与经验来模拟，故实际使用中发现做到这一步误差存在，在飞行器起飞至50~100cm的高度上，悬停5s以后，然后水平飞行200cm，这一步也是由于没有具体的识别方法，依靠软件实际测试得出的规律来确定200cm的大致飞行时间与速度，因而依然存在误差。由于我们把数码管和超声波做好，因而显示飞行器距地距离很顺利。总体比赛内容大致完成。

六、总结：

本次参加电子设计大赛，我们将以往的一些经验杂糅成新，深刻认识到软硬件结合的重要性。四旋翼的完成，硬件是基础，只有在能灵活熟练地使用硬件，才能更加方便的编写质量好的软件。另外一个不可忽视的问题便是方案的选取。一个项目的完成可能会有很多种方案，而且不同方案在实现之前不可预知其好坏以及是否适合本项目的完成，这就衍生出更多的实践测试，项目的完成不可一蹴而就，认真对待，在摸爬滚打中可积累更多的经验。

另外，基于软硬件的项目，其机械性能也会有不可小觑的影响。起初我队在搭建机械的时候忽视了四旋翼的重心，认为机械重心的便宜可通过算法的自我调控来调节，事实证明，这种想法是错误的，好的机械性能更有利于算法的实现，机械搭建的好，便更容易调试软件。

在完成的过程中，我队深刻意识到在嵌入式的开发过程中，对软件质量的要求很高，所以在实际的编写过程中，优异的代码与思想或许尤为重要，而我们在这方面还多有不足，在此过程中，我们因为传感器的不足，有些想法不能做，但也正是缺少直接的东西，让我们可以很好的发现其他的解决方法，以后还需努力。

附录一：

附录二：（部分核心代码）

/******************超声波模块**************************************/ int csb(void){

int d=0;

PTT_PTT5 = 1;

delayus(10);

PTT_PTT5 = 0;

while(PTIT_PTIT3!=1);

count=0;

while(PTIT_PTIT3==1);

d=count*17/10;

return d;

}

/******************数码管显示模块

**************************************/

void show123(x){

if(x==0){

PORTA_PA1 = up;

PORTA_PA2 = up;

PORTA_PA3 = up;

PORTA_PA4 = up;

PORTA_PA5 = up;

PORTA_PA6 = up; PORTA_PA7 = down; }else if(x==1){

PORTA_PA1 = down; PORTA_PA2 = up; PORTA_PA3 = up; PORTA_PA4 = down; PORTA_PA5 = down; PORTA_PA6 = down; PORTA_PA7 = down; }

else if(x==2){

PORTA_PA1 = up; PORTA_PA2 = up; PORTA_PA3 = down; PORTA_PA4 = up; PORTA_PA5 = up; PORTA_PA6 = down; PORTA_PA7 = up; }

else if(x==3){

PORTA_PA1 = up; PORTA_PA2 = up; PORTA_PA3 = up; PORTA_PA4 = up; PORTA_PA5 = down; PORTA_PA6 = down; PORTA_PA7 = up; }

else if(x==4){

PORTA_PA1 = down; PORTA_PA2 = up; PORTA_PA3 = up; PORTA_PA4 = down; PORTA_PA5 = down; PORTA_PA6 = up; PORTA_PA7 = up; }

else if(x==5){

PORTA_PA1 = up; PORTA_PA2 = down; PORTA_PA3 = up; PORTA_PA4 = up;

PORTA_PA5 = down; PORTA_PA6 = up; PORTA_PA7 = up; }

else if(x==6){

PORTA_PA1 = up; PORTA_PA2 = down; PORTA_PA3 = up; PORTA_PA4 = up; PORTA_PA5 = up; PORTA_PA6 = up; PORTA_PA7 = up; }

else if(x==7){

PORTA_PA1 = up; PORTA_PA2 = up; PORTA_PA3 = up; PORTA_PA4 = down; PORTA_PA5 = down; PORTA_PA6 = down; PORTA_PA7 = down; }

else if(x==8){

PORTA_PA1 = up; PORTA_PA2 = up; PORTA_PA3 = up; PORTA_PA4 = up; PORTA_PA5 = up; PORTA_PA6 = up; PORTA_PA7 = up; }

else if(x==9){

PORTA_PA1 = up; PORTA_PA2 = up; PORTA_PA3 = up; PORTA_PA4 = up; PORTA_PA5 = down; PORTA_PA6 = up; PORTA_PA7 = up; } else if(x==10){ PORTA_PA1 = down; PORTA_PA2 = down; PORTA_PA3 = down;

PORTA_PA4 = down;

PORTA_PA5 = down;

PORTA_PA6 = down;

PORTA_PA7 = down;

} else{

PORTA_PA1 = down;

PORTA_PA2 = up;

PORTA_PA3 = up;

PORTA_PA4 = up;

PORTA_PA5 = up;

PORTA_PA6 = up;

PORTA_PA7 = down;

}

/******************起飞模块**************************************/ void startfly(void){

PWMDTY2=25;

show_xt=10;

show_a=show_b=10;

show_c=0;

delayms(2000);

PWMDTY0=1185>>8;

PWMDTY1=1185;

PWMDTY3=19;

PWMDTY2=19;

}

void main(void)

{

int i=0;

int P=12,I=0,D=150;

PLL_Init();

PWM_Init();

DDRT_DDRT3 = 0;

DDRT_DDRT5 = 1;

DDRA=0xFF;

DDRT_DDRT2 = 1;

DDRT_DDRT4 = 1;

DDRT_DDRT6 = 1;

PIT_Init();

EnableInterrupts;

delayms(4000);

startfly();

delayms(2000);

/* GetDIPSwitch();

if(DIPSwitch_DIPS8==0){

bmkg =100;

} */

while(s<=14){

if(s>=11)

want=350;

if(s>=12)

want=350;

if(s>=14)

want=150;

delayms(40);

test=csb();

now_high=want-test;

PI+=I*now_high;

PWM3_ls=P*now_high+PI+D*(now_high-last_high); PWM3=1160+PWM3_ls/100;

llst_high=last_high;

last_high=now_high;

if(PWM3>1230)

PWM3=1230;

else if(PWM3<1100)

PWM3=1100;

PWMDTY4=PWM3>>8;

PWMDTY5=PWM3;

test=test/10;

if(csb_count>3000) {

csb_count=0;

if(test<10){

show_a=10;

show_b=10;

show_c=test;

}else if(test<100){

show_a=10;

show_b=test/10;

show_c=test%10;

} else{

show_a=test/100;

show_b=test/10%10;

show_c=test%10;

}

PWMDTY4=800>>8;

PWMDTY5=800;

for(;;)

{

_FEED_COP();

}

/******************中断服务函数**************************************/

#pragma CODE_SEG __NEAR_SEG NON_BANKED

void interrupt 66 PIT0_ISR(void)

{

PITTF_PTF0=1;//清中断标志位

if(count<10000)

count++;

us++;

csb_count++;

if(us>100) {

us=0;

ms++;

if(ms>1000) {

ms=0;

s++;

show_xt=s%10;

}

if(s>15){

PWMDTY4=800>>8;

PWMDTY5=800;

}

if(us==0){

if(xsq_count==1) {

PORTA_PA0 = 0;

show123(show_xt);

PTT_PTT2 = 1;

}else if(xsq_count==2){ PTT_PTT2 = 0;

show123(show_a);

PTT_PTT6 = 1;

} else if(xsq_count==3){ PTT_PTT6 = 0;

show123(show_b);

PTT_PTT4 = 1;

}else if(xsq_count==4){ PTT_PTT4 = 0;

show123(show_c);

PORTA_PA0 = 1;

xsq_count=0;

}

xsq_count++;

}

电子设计大赛报告.doc

自动搬运机器人王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2 （1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师）【摘要】本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。 1.系统方案选择和论证 1．1 系统基本方案根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1 图1.1 系统方框图 1．2各模块方案的比较与论证（1）控制器模块根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件

全国电子设计大赛报告一等奖

2013年全国大学生电子设计竞赛简易旋转倒立摆及控制装置（C题）【本科组】摘要：通过对该测控系统结构和特点的分析，结合现代控制技术设计理念实现了以微控制器MC9S12XS128系列单片机为核心的旋转倒立摆控制系统。通过采集的角度值与平衡位置进行比较，使用PD算法，从而达到控制电机的目的。其工作过程为：角位移传感器WDS35D通过对摆杆摆动过程中的信号采集然后经过A/D采样后反馈给主控制器。控制器根据角度传感器反馈信号进行PID数据处理，从而对电机的转动做出调整，进行可靠的闭环控制，使用按键调节P、D的值，同时由显示模块显示当前的P、D值。关键字：倒立摆、直流电机、MC9S12XS128单片机、角位移传感器WDS35D、PD算法

目录一、设计任务与要求 (4) 1 设计任务 (4) 2 设计要求 (4) 二系统方案 (5) 1 系统结构 (5) 2 方案比较与选择 (5) （1）角度传感器方案比较与选择 (5) （2）驱动器方案比较与选择 (6) 三理论分析与计算 (6) 1 电机的选型 (6) 2 摆杆状态检测 (6) 3 驱动与控制算法 (7) 四电路与程序设计 (7) 1 电路设计 (7) （1）最小系统模块电路 (7) （2）5110显示模块电路设计 (8) （3）电机驱动模块电路设计 (9) （4）角位移传感器模块电路设计 (9) （5）电源稳压模块设计 (9) 2 程序结构与设计 (10) 五系统测试与误差分析 (11) 5.1 测试方案 (11) 5.2 测试使用仪器 (11) 5.3 测试结果与误差分析 (11) 6 结论 (12) 参考文献 (12) 附录1 程序清单（部分） (13) 附录2 主板电路图 (18) 附录3 主要元器件清单 (19)

2017全国大学生电子设计竞赛设计报告

2017年全国大学生电子设计竞赛简易水情检测系统（P题） 2017年8月12日

摘要本设计的是简易水情检测系统以STC89C52芯片为核心，辅以相关的外围电路，设计了以单片机为核心的水情检测系统。系统主要由5V电源供电。在硬件电路上在，用总线连接PH值传感器和水位传感器，通过传感器收集到的水情数据发送到单片机，单片机存储实时数据，并显示在12864LCD液晶屏上。在软件方面，采用C语言编程。通过对单片机程序设计实现对水情检测系统的水情数据的采集、显示和检测。关键词：单片机最小系统；PH值传感器；水位传感器；AD模块 Abstract The design is a simple water regime detection system to STC89C52 chip as the core, supplemented by the relevant external circuit, designed to single-chip as the core of the water regime detection system. The system is powered by 5V power supply. In the hardware circuit, with the bus connection PH sensor and water level sensor, through the sensor to collect the water data sent to the microcontroller, single-chip storage of real-time data, and displayed on the 12864LCD LCD screen. In software, the use of C language programming. Through the single-chip program design to achieve the water regime detection system of water data collection, display and detection. Key words:single chip minimum system; PH value sensor; water level sensor; capacitance

全国大学生电子设计竞赛设计报告

全国大学生电子设计竞赛设计报告精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

2017年全国大学生电子设计竞赛简易水情检测系统（P题） 2017年8月12日

电子技术乒乓球比赛游戏机课程设计报告书

1绪论 1.1选题背景 1.1.1 课题目的及意义本次课程设计的容是独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计，采用EWB电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。通过这次课程设计让我们了解和熟悉了乒乓球游戏机的原理和Multisim仿真设计软件的操作，也让我们加深了解了对双向移位寄存器、双D触发器及、加法器及逻辑门电路的一些实际用途，并将理论与实践相结合。 1.1.2 课题的容和要求独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计，采用EWB电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。课程设计具体容如下：乒乓球比赛是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判），乒乓球比赛模拟机是用发光二极管（LED）模拟乒乓球运乒乓球比赛模拟机框图设计要求：

1、基本部分 (1) 至少用8个LED排成直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一个点亮的LED（乒乓球）依次从左到右，或从由到左移动，“球”的移动速度能由时钟电路调节。 (2) 当球（被点亮的那只LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，表示未击中或违规，则对方得一分。 (3) 设计自动记分电路，甲乙双方各用一位数码管显示得分，每记满9分为一局。 2、发挥部分(选做) (1) 甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每得5分自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才能有效。 (2) 发球次数能由一位数码管显示。 (3) 一方得分，电路自动响铃3秒，此期间发球无效，等铃声停止后方可比赛。课题任务要求 1、画出总体设计框图，以说明乒乓球比赛游戏机由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。 2、设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3、选择合适的元器件，在EWB上连接验证、仿真、调试各个功能模块的电路。在连接验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的仿真、调试和故障排除。 4、在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和连接，进行合理布局，进行整个数字钟电路的连接验证、仿真、调试。 5、自行接线验证、仿真、调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和仿真结果分析问题所在，加以解决。学生要解决的问题包括元器件选择、连接和整体设计引起的问题。 1.2 方案选择根据设计任务，对照图乒乓球比赛模拟及1.1，可以分为三个模块进行设计：

2015年电子设计大赛综合测评题课程设计解析汇报

郑州轻工业学院电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题姓名：王苗龙专业班级：电信13-01 学号： 541301030134 院（系）：电子信息工程学院指导教师：曹卫锋谢泽会完成时间： 2015年10月 29日

郑州轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容 1．阅读相关科技文献。 2．学习电子制图软件的使用。 3．学会整理和总结设计文档报告。 4．学习如何查找器件手册及相关参数。技术要求 1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ； 2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ； 3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波； 4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ； 5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。主要参考资料 1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月 2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月 3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月 4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月 5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章： 2015 年 10月26日

全国大学生电子设计大赛题一等奖数字频率计

2015 年全国大学生电子设计竞赛全国一等奖作品设计报告部分错误未修正，软件部分未添加竞赛选题：数字频率计（F 题）

摘要本设计选用FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法，全部电路使用PCB 制版，进一步减小误差。 AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度，且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为1s 的等精度测量法。闸门时间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了系统精度。经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。关键词：FPGA 自动增益控制等精度测量法

1. 系统方案 1.1. 方案比较与选择宽带通道放大器方案一：OPA690 固定增益直接放大。由于待测信号频率范围广，电压范围大，所以选用宽带运算放大器OPA690，5V 双电源供电，对所有待测信号进行较大倍数的固定增益。对于输入的正弦波信号，经过OPA690 的固定增益，小信号得到放大，大信号削顶失真，所以均可达到后级滞回比较器电路的窗口电压。方案二：基于VCA810 的自动增益控制（AGC）。AGC 电路实时调整高带宽压控运算放大器VCA810 的增益控制电压，通过负反馈使得放大后的信号幅度基本保持恒定。尽管方案一中的OPA690 是高速放大器，但是单级增益仅能满足本题基本部分的要求，而在放大高频段的小信号时，增益带宽积的限制使得该方案无法达到发挥部分在频率和幅度上的要求。方案二中采用VCA810 与OPA690 级联放大，并通过外围负反馈电路实现自动增益控制。该方案不仅能够实现稳定可调的输出电压，而且可以解决高频小信号单级放大时的带宽问题。因此，采用基于VCA810 的自动增益控制方案。正弦波整形电路方案一：采用分立器件搭建整形电路。由于分立器件电路存在着结构复杂、设计难度大等诸多缺点，因此不采用该方案。方案二：采用集成比较器运放。常用的电压比较器运放LM339 的响应时间为1300ns，远远无法达到发挥部分100MHz 的频率要求。因此，采用响应时间为4.5ns 的高速比较器运放TLV3501。主控电路方案一：采用诸如MSP430、STM32 等传统单片机作为主控芯片。单片机在现实中与FPGA 连接，建立并口通信，完成命令与数据的传输。方案二：在FPGA 内部利用逻辑单元搭建片内单片机Avalon，在片内将单片机和测量参数的数字电路系统连接，不连接外部接线。在硬件电路上，用FPGA 片内单片机，除了输入和输出显示等少数电路外，其它大部分电路都可以集成在一片FPGA 芯片中，大大降低了电路的复杂程度、减小了体积、电路工作也更加可靠和稳定，速度也大为提高。且在数据传输上方便、简单，因此主控电路的选择采用方案二。

全国大学生电子设计大赛F题一等奖数字频率计

2015 年全国大学生电子设计竞赛全国一等奖作品
设计报告部分错误未修正，软件部分未添加
竞赛选题：数字频率计（F 题）
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摘要
本设计选用 FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法，全部电路使用 PCB 制版，进一步减小误差。
AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度，且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为 1s 的等精度测量法。闸门时间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了系统精度。
经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。
关键词：FPGA 自动增益控制等精度测量法
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目录
摘要....................................................................................................................1 目录........................................................................................................................ 2 1. 系统方案...................................................................................................3
1.1. 方案比较与选择................................................................................3 1.1.1. 宽带通道放大器.........................................................................3 1.1.2. 正弦波整形电路.........................................................................3 1.1.3. 主控电路.....................................................................................3 1.1.4. 参数测量方案.............................................................................4
1.2. 方案描述............................................................................................4 2. 电路设计...................................................................................................4
2.1. 宽带通道放大器分析........................................................................4 2.2. 正弦波整形电路................................................................................5 3. 软件设计...................................................................................................6 4. 测试方案与测试结果...............................................................................6 4.1. 测试仪器............................................................................................6 4.2. 测试方案及数据................................................................................7
4.2.1. 频率测试.....................................................................................7 4.2.2. 时间间隔测量.............................................................................7 4.2.3. 占空比测量.................................................................................8 4.3. 测试结论............................................................................................9 参考文献................................................................................................................ 9
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电子设计大赛四旋翼设计报告最终版

四旋翼飞行器（A 题）参赛队号：20140057号

四旋翼飞行器设计摘要：四旋翼作为一种具有结构特殊的旋转翼无人飞行器，与固定翼无人机相比，它具有体积小，垂直起降，具有很强的机动性，负载能力强，能快速、灵活的在各个方向进行机动，结构简单，易于控制，且能执行各种特殊、危险任务等特点。因此在军用和民用领域具有广泛的应用前景如低空侦察、灾害现场监视与救援等。多旋翼无人机飞行原理上比较简单，但涉及的科技领域比较广，从机体的优化设计、传感器算法、软件及控制系统的设计都需要高科技的支持。四旋翼无人机的飞行控制技术是无人机研究的重点之一。它使用直接力矩，实现六自由度（位置与姿态）控制，具有多变量、非线性、强耦合和干扰敏感的特性。此外，由于飞行过程中，微型飞行器同时受到多种物理效应的作用，还很容易受到气流等外部环境的干扰，模型准确性和传感器精度也将对控制器性能产生影响，这些都使得飞行控制系统的设计变得非常困难。因此，研究既能精确控制飞行姿态，又具有较强抗干扰和环境自适应能力的姿态控制器是微小型四旋翼飞行器飞行控制系统研究的当务之急。

一、引言： 1.1 题目理解：四旋翼飞行器，顾名思义，其四只旋转的翅膀为飞行的动力来源。四只旋转翼是无刷电机，因此对于无刷电机的控制调速系统对飞行器的飞行性能起着决定性的作用。在本次大赛中，需要利用四旋翼飞行器平台，实现四旋翼的起飞，悬停，姿态控制，以及四旋翼和地面之间的测距等功能。 1.2 设计思路：为了满足飞行器的设计要求，要使用以微控制器为核心的控制系统，使本系统以MC9S12XS128模拟出控制信号，用STM32 MMC10接收模拟信号，然后翻译出模拟信号，利用加速度与陀螺仪传感器采集飞行器的飞行数据，加以闭环调控和精准的控制算法。进行上升、下降以及悬停等动作。 1.3 特点：本飞行器脱离遥控器控制，用微处理器实现整个飞行过程全自动控制，控制精度高。二、方案设计：系统主要由STM32模块，微处理器MC9S12XS128模块，电源模块，电机模块，超声波模块，加速度陀螺仪模块等构成。系统总体框图如下图（图2.0）： STM32 MMC10 四路 PWM 通道电调无刷电机高度显示数码管信号接收 MC9S12XS128 GPIO 模块时钟模块超声波传感器电源图2.0 其中微处理器MC9S12XS128模块的外围电路见附录一2.1 控制系统选择方案：

电子设计制作大赛报告

电子设计制作大赛报告设计课题：交通灯设计专业班级：通信0913班学生：文峰巍巍河昌设计时间：2011.5.20~2011.6.5 电子设计制作竞赛报告

设计课题：交通灯设计专业班级：通信0913班学生：文峰巍巍河昌设计时间：2011.5.20~2011.6.5 一、设计任务及实现要求： 1、使用LED灯模拟交通灯的工作过程，红、黄、绿三种颜色的LED灯分别模拟交通灯的红灯、黄灯、绿灯。 2、实现如下要求的从状态一到状态四的循环，并通过数码管来显示倒计时的时间。状态一：黄、绿灯熄灭，红灯亮5s，然后进入状态二；状态二：红、绿灯熄灭，黄灯闪烁5s，然后进入状态三；状态三：红、黄灯熄灭，绿灯亮5s，然后进入状态四；状态四：红、绿灯熄灭，黄灯闪烁5s，然后回到状态一。 3、每个状态数码管都要显示倒计时的时间。 4、扩展：不同延时时间二、设计原理（设计原理图，原理分析）： 1、总原理图 2、PCB图：

3、原理分析：采用74194的左移位功能，共输出4种状态，分别是0001；0010；0100； 1000；其中的0010与1000两状态实现黄灯亮，0001实现红灯亮，0100实现绿灯亮；通过门电路反馈实现74194移位的功能。555芯片的作用是提供一个时钟给 74192，利用74192的功能实现减计数，与数码管相连，预置初始值为5，实现倒计时5秒的功能。再利用借位端的跳变给74194一个时钟，即5秒实现一跳变，以达到要求亮灯的时长。对于黄灯的闪烁，只要加门电路，实现每隔1s闪烁一次。同时外加一个门电路和开关控制74192，实现拓展时间的要求。三、各部分电路的功能： 1、555定时电路： 555电路工作原理：如图接线， R1用0.1k的电阻， R2用7.5k的电阻，C用100uf的电容，3脚为输出端。产生的振荡周期T=0.7（R1+2R2）C。即T≈0.7* （0.1K+2*7.5K）*100u≈1.1s。将振荡周期从三端输出，作为时钟。

电子设计大赛实验报告

2014年江苏省大学生电子设计竞赛实验报告无线电能传输装置（F题） 2014年8月15日摘要：本设计基于磁耦合式谐振荡电路来进行无线电能传输，点亮LED灯。由于输入和输出都是直流电的形式，因此本系统将分为以下四个部分：第一部分为驱动电路（DC-AC），为使直流分量转化成交流电并通过耦合线圈将电能传输给负载，采用LC谐振的方式让回路中电容和电感构成一个二阶LC谐振电路，驱动MOS管形成交流电。第二部分为发射电路（AC-AC），应用电磁感应原理，在二次线圈中产生感应电流并输给接受电路。第三部分为电能转换电路（AC-DC），输出的感应交流电经整流桥桥式整流后流入升压电路。第四部分为升压电路（DC-DC），对整流之后的直流进行升压，防止整流后的电压无法驱动LED。本设计分模块搭建并对各个部分电路进行原理分析。在调试时，采用分模块调试，根据调试结果修改参数，最终形成一个完整的稳定系统。关键词：磁耦合式谐振荡电路LC振荡电路桥式整流DC-DC升压 [Abstract] The design is based on magnetic resonance oscillation circuit coupled to the wireless power transmission, lit LED lights. Since the input and output are in the form of direct current, so the system will be divided into the following four parts: The first part of the drive circuit (DC-AC), is converted into alternating current so that the DC component and the power transmission through the coupling coil to the load, using LC resonant circuit in a manner so that the capacitance and inductance form a second order LC resonant circuit, the AC drive MOS tube formation. The second part is the transmitter circuit (AC-AC), application of the principle of electromagnetic induction,

电子设计大赛报告设计书

设计项目：模拟路灯控制系统学校：辽宁工程技术大学电气与控制工程学院参赛人员：高庆吴琨王立强

目录第一章前言 1 第二章方案论证与论证 2 一系统结构综述 4 二系统结构示意图 5 第三章硬件设计 5 一89C52单片机简述 6 二电源模块设计7 三恒流源电路设计7 四案件及显示模块7 五时钟电路设计8 六光电对射传感器模块设计 8 七比较电路模块设计9 八DA转换模块设计10 九交通状况检测模块设计10 十路灯故障检测及报警模块设计 10 第四章系统软件设计一系统软件设计综述11 二各模块软件部分分述 12 14 15 第七章参考文献16

模拟路灯控制系统(I题) 【高职高专组】摘要：本文介绍了基于STC89C52单片机的模拟路灯控制系统的设计和实现过程，通过交通情况自动调节检测，路灯故障检测及报警检测，环境明暗变化检测，定时开关模块的设计控制以实现题目要求。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍系统的硬件及软件设计部分。采用的技术主要有：（1）通过软件编程控制定时开关灯时间，报警检测; （2）光电传感器的有效应用; （3）LM311比较器的有效应用；（4）新型时钟芯片DS12C877的有效应用。关键词： 80C52单片机，光电传感器，路灯控制，亮度调节 Abstract: This paper introduces the STC89C52 based on single-chip microcomputer simulation street lamp control system design and realization process, through the traffic situation automatic adjustment test, street lamp fault detection and alarm test, light and shade environment change detection, timer switch module design in order to achieve the topic request. The whole system of the circuit structure simple, reliable performance is high. The test results meet the requirement, the paper introduces the hardware and software of the system design part. The technique to be used mainly has: 1. Through software programming control timing open to turn off the lights time, alarm detection; 2. Effective application of the photoelectric sensor; 3. LM393 comparator effective application; 4. New clock chip DS12C877 effective application. Key words: 80 C52, photoelectric sensor, street lamp control, brightness to adjust

全国电子设计大赛优秀报告

精心整理全国电子设计大赛训练项目设计报告题目数控通用直流电源摘要一、 1．1 1.2 1.3 1.4 二、 2．1系统总框图 (7) 2．2硬件设计 (7) 2．2．1开关稳压电源模块 (7) 2．2．2单片机控制模块 (8) 2．2．3正、负输出可调稳压电源模块 (9) 2．2．4按键模块 (10) 2．3软件设计 (10) 2．3．1主程序流程 (11) 2．3．2过流保护程序流程 (11) 三、测试、结果及分析 (12)

3．1基本功能 (12) 3．2发挥功能部分 (15) 四、总结 (15) 五、参考文献 (15) 附录一、完整的系统原理图 (16) 附录二、完整的系统PCB图 (17) 0.12V, 一、设计并制作一个直流可调稳压电源。二、设计要求 1．基本要求 ①用变压器输出的两组17.5V交流绕组，设计三组稳压电源，其中两组3V-15V可调，另一组固定输出＋５Ｖ; ②各组输出电流最大：750mA； ③各组效率大于75%，在500mA输出条件下测量，应在ＤＣ／ＤＣ输入端预留电流测量端； ④为实现程序控制，预留MCU控制接口。 2．发挥部分 ①设置过流保护，保护定值为1.2A； ②用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化；

③扩展输出电压种类（比如三角波、梯形波等）； ④可实现双电源同步调节或分别调节。一、方案论证与比较通过对题目的任务、要求进行分析，我们将整个设计划分成两个部分：稳压电源部分和数控部分。 1.1稳压电源部分方案比较方案一：三端稳压电源根据设计要求，可以采用三端稳压器来实现输出系统所需的三种直流电压：固定+5V和两组可调输出。其中，用7805实现固定5V的输出，LM317实现可调输出（控制输出电压为1.2~37V）。电路原理图如下：图1固定5V输出 7805是我们最常用到的稳压芯片了，它的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,它的输出电压为5v。图2LM317可调电源模块在综合考虑LM317的输出电压范围1.25～37V和其最小稳定工作电流不大于5mA的条件下保证R1≤0.83KΩ，R2≤23.74KΩ,就能保证LM317稳压块在空载时能够稳定工作。输出电压：V O =1.25(1+R2/R1),在LM317输出范围为1.25～37V的条件下，R2/R1范围为：0～28.6。优点：线性电源工作稳定，输出纹波小，且不需做过多调整，使用较为方便，工作安全可靠，适合制作通用型、标称输出的稳压电源。缺点：线性稳压电路的内部功耗大，效率低，散热问题较难解决。方案二：晶体管串联式直流稳压电路晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图3所示，该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO为恒定值（稳压值）。图3晶体管串联式直流稳压电路方框图方案三：开关电源根据设计要求，可选用开关电源来完成设计。LM2596为电路设计核心。调整管取样误差放大基准电压辅助电源 UI UO

电赛设计报告格式及要求

设计报告格式及要求一、报告的基本格式与层次编排 1.基本格式报告题目（居中3号黑体）摘要(加粗或小4黑) 摘要正文（200～300字）可另起行，也可与“摘要”2字之间空1字接排，小4宋体关键词：…；…；…（3～5个）顶格，小4宋体（关键词与正文之间空两行）正文……………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………………………… 正文小四宋体，每一个自然段首起空2字。建议：表序与表题为5号黑体，表文为5号宋体，表注为小5号宋体；图序与图题为5号黑体，图文、图注为小5号宋体。建议：行间距为1.25，在排版过程中，若遇到图题和图不能在同一面，或页下留较多空白的问题，可通过适当调整行间距来解决。参考文献居中，4号黑体 [1]作者.书名.版次.出版地:出版者,出版年.左顶格，5号宋体

序号左顶格，用阿拉伯数字加方括号标示；作者名与序号之间空1字；若有2位或3位作者，则作者之间用逗号“，”分隔，最后一位作者用句点（实心点），若超过3位，也只列3位，然后加等。 2．层次划分与编排根据需要可以将正文划分成若干层次，拟定若干级标题，一般三级就可以了。一级标题序号顶格或前空2字，二级标题、三级标题序号前空2格，标题单独占行，末尾不加标点。建议使用标题序号如下：一、×××××××左顶格或前空2字，4号黑体 1．×××××××前空2字，小4号黑体 ⑴×××××××前空2字，小4号宋体或楷体四级以下标题不作要求，可以单独占一行，也可接着排，但要一致，末尾要加标点。二、设计报告的撰写 1.摘要的撰写摘要是一篇完整的短文，应具有独立性和自明性，也就是说，读者不阅读全文，只阅读摘要，就能获得必要的信息。摘要是设计报告的内容梗概，因此，要求拥有与设计报告同等的重要信息，应简明扼要地介绍本课题研究的目的、方法以及主要结果和结论。具体要求如下： ①简明扼要、突出重点、恰如其分。要将自己的特色、创新展示给读者，并尽可能提供更多的定量、定性的信息，同时要自成体系。不要简单重复题名中已有的信息，也不要简单地将小标题罗列进来；不要将常识写进摘要，也不要对报告的内容进行诠释和评论，尤其不要自我评价。 ②结构严谨、表达简明、语义确切。摘要先写什么，后写什么，要按逻辑顺序编排，句子之间要上下连贯、相互呼应。句子力求简单，每句话要表义明白，无空泛、笼统、含混之词。不要说具有较高的性能指标，要说具体是多少。

历年电子设计大赛竞赛题目

“美亚光电”杯安徽省第一届大学生电子设计竞赛题任意波形发生器（A题）一、任务设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如下：二、要求 1、基本要求（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。（2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。（3）具有波形存储功能。（4）输出波形的频率范围为100 Hz ～ 20 kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；频率可调，频率步进间隔≤100 Hz。（5）输出波形幅度范围0 ～ 5 V（峰—峰值），可按步进0.1 V（峰—峰值）调整。（6）具有显示输出波形的类型、频率（周期）的功能。 2、发挥部分（1）输出波形频率范围扩展至100 Hz～200 kHz。（2）用键盘或其他输入装置产生任意波形。（3）增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3％（负载电阻变化范围：100 Ω～∞）。（4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。（5）特色与创新。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项10 完成第（2）项15 完成第（3）项10 完成第（4）项10 特色与创新 5

远程温湿度测量系统（B题）一、任务制作一个远程温湿度测量仪，该测试仪具有温湿度测量和远程显示等功能。其结构框图如下：二、要求 l、基本要求（1）通过可编程控制器、变换器和温湿度传感器采集温湿度数据并在LED上显示。（2）温度误差＜1℃，湿度误差＜1％，温度测量范围0℃～120℃，湿度测量范围1％～99％。（3）可用电池供电。 2、发挥部分（1）设计红外二极管发射电路和红外接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。（2）设计射频发射电路和接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收。（3）最好采用微型化的温湿度传感器，无线传输距离＞5米。（4）特色与创新。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项15 完成第（2）项15 完成第（3）项10 特色与创新10

全国大学生电子设计大赛作品报告

全国大学生电子设计大赛作品报告 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

2015年全国大学生电子设计竞赛多旋翼自主飞行器（c题） 2015 年8月15 日摘要旋多翼自主飞行器由RL78/G13MCU板（芯片型号R5F100 LEA）,STM32单片机模块(加SD卡)，CMOS摄像头，A2212/13T新西达电机。STM32单片机输入信号到RL78/G13MCU板，启动飞行器和CMOS摄像模块，RL78/G13MCU飞控模块矫正飞行器在空中的姿态，实现悬停,前进,后退等功能，CMOS模块将拍摄的视频内容存储在STM32模块内置的SD卡里。当飞行到目的地时各模块自动停止工作。飞行器能一键式启动，并开始航拍，从A点起飞，飞向B区，在B区降落，但不是中心，当飞行结束后，拔掉SD卡，能顺利的通过P0机回放，在飞行过程中，始终在电子示高线H1和H2的区间内。目录目录

1. 方案论证与比较四旋翼算法方案方案一：采用欧拉角法欧拉角法静止状态，或者总加速度只是稍微大于g 时，由加计算出的值比较准确。使用欧拉角表示姿态，令Φ,θ和Φ代表ZYX 欧拉角，分别称为偏航角、俯仰角和横滚角。载体坐标系下的加速度(axB,ayB,azB)和参考坐标系下的加速度(axN, ayN, azN)之间的关系可表示为(1)。其中 c 和 s 分别代表 cos 和 sin 。axB,ayB,azB 就是mpu 读出来的三个值。这个矩阵就是三个旋转矩阵相乘得到的，因为矩阵的乘法可以表示旋转。 axB c c c s s axN ayB c s s s c c c s s s s c ayN azB s s c s c s c c s s c c azN θψθψθφψφθψφψφθψφθφψφθψφψφθψφθ-??? ?????????=-++????????????+-+?????? (1) 飞行器处于静止状态，此时参考系下的加速度等于重力加速度，即 00xN yN zN a a g a ????????=???????????? （2）把（2）代入（1）可以解 : arctg θ= （3） yB zB a arctg a φ??= ? ?? （4）即为初始俯仰角和横滚角，通过加速度计得到载体坐标系下的加速度即可将其解出，偏航角可以通过电子罗盘求出。方案二：四元数法（通过处理单位采样时间内的角增量(mpu 的陀螺仪得到的就是角增量)，为了避免噪声的微分放大，应该直接用角增量-------抄的书）本项目采用的是方案一。 STM32控制方案方案一：直接激活飞控模块（RL78/G13MCU ），可以很好的与飞控进行协调，实现飞控模块的启动与停止。方案二：使用STM32直接控制飞行器飞行。在植入的程序里包含对四旋翼的控制算法和自启动和自停止，还有视频模块的处理，但太过复杂。