基于瑞萨mcu的四旋翼自主飞行器

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1、基于瑞萨MCU的四旋翼自主飞行器　　摘要：该设计以瑞萨MCU作为控制核心，采用四个小型迷你直流电机作为四个旋翼飞行的直接动力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，并且处于一个高度平面和四个旋翼的结构和半径都相同，采用高精度的陀螺加速度计MPU6050来控制飞行器的稳定性。整个系统主要运用到了超声波传感器、激光传感器、电磁继电器来实现该实验的设计要求和功能。通过超声波传感器可以测量飞行器距离地面的高度，通过激光传感器可以完成飞行器的循迹功能，通过电磁继电器可以控制对金属铁片的吸附和投掷功能。　　关键词：瑞萨

2、MCU；陀螺加速度计MPU6050；超声波传感器；激光传感器；电磁继电器　　中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）15-0244-03　　Abstract：RenesasdesignwithMCUascontrolcore，thefoursmallminidcmotorasthepowersourceofthefourdirectrotorflight，rotorsymmetricallydistributedonthebody，beforeandafterthefourdir

3、ections，andinthestructureandtheradiusofahighlyplanarandfourrotorsarethesame，thestabilityofthegyroaccelerometerofhighprecisionMPU6050tocontrolaircraft.Thesystemismainlyappliedtotheultrasonicsensor，lasersensor，7electromagneticrelaystoachievethedesignrequiremen

4、tsoftheexperimentandfunction.Canmeasurevehicledistancegroundheightbyultrasonicsensor，thelasersensorcancompletevehicletrackingfunction，controltheadsorptionofmetalironandthrowingfunctioncanbeobtainedbyelectromagneticrelay.　　Keywords：RenesasMCU；gyroacceleromete

5、rMPU6050；ultrasonicsensor；thelasersensor；electromagneticrelay　　1系统设计方案　　本系统主要由单片机模块、蓝牙模块、传感器模块、超声波模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。　　1.1控制器模块的论证与选择　　方案一：采用51系列单片机，51单片机是比较常用的8位单片机，MCS-51以其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理，开发简单，价格低廉，通用性好，但是处理速度不快，12个摆荡周期才执行一个周期指令，并且耗电比较大且抗干扰能力不是

6、很强。　　方案二：采用超低功耗单片机MSP430，MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用精简指令集结构，具有丰富的寻址方式；高效的查表处理指令，运算速度快；但是其工作电压偏低，1.8V―3.6V，对于很多5V的系统来说接口电路颇为麻烦。　　方案三：采用瑞萨MCU，瑞萨MCU是一种质量轻，引脚多，比较适合于控制多路选择性接口的单片机，还可以根据用户的设计要求来自动生成所需代码。7　　综合以上三种方案，由于四轴飞行器需要一个质量轻、能产生多路输出功能的单片机，而且所选MCU可以很方便、快捷的编写程序来控制

7、飞行器稳定的算法代码，所以选择方案三作为控制四轴飞行器的主控芯片。　　1.2传感器模块的论证与选择　　1）测距传感器模块　　方案一：采用超声波测距传感器，超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器，其方向性好，且对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。还有就是超声波传感器应用起来原理简单，可测距离，受温度影响小，较稳定，也很方便，成本也很低。　　方案二：采用激光测距传感器，激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是

8、能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强。　　方案三：采用红外线测距传感器，红外线传感器是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，红外线又称红外光，它具有反射、折射等性质，任何物质，只要它本身有一定的温度（高于绝零度）都能辐射红外线，但是其传感器受光的影响大，不可长距离测距。　　综合以上三种方案，由于该四轴飞行器需要具备灵敏度高、测距范围大、误差小等优点的测距