【DIY无人机】主控程序

前言

上图是《三傻大闹宝莱坞》中的片段，笔者初中的时候看到这个电影对这个四轴飞行器有着极大的兴趣，但因为当时经费的问题，在开发了一般没有自稳的迷你小四轴以后就不了了知了。

Multiwii Copter

Multiwii是控制多旋翼航模的开源固件，Multiwii最初由法国航模爱好者Alex创立，用于控制他自己做的三轴飞行器。后经全世界各大高手改造扩展，现在Multiwii不仅仅支持三轴飞行器、四轴、六轴等多轴系列，还支持固定翼和直升机等航模。功能强大而且简单易用，其支持的传感器类型极为丰富，而且支持十分广泛的外部设备和飞行模式，这让Multiwii飞控固件发展为国外最受欢迎的多轴开源固件之一。同时Multiwii也有缺点，与APM、海盗等其他开源固件相比，Multiwii最大的不足就是目前还不支持地面站。

• 官网地址：https://www.multiwii.com/
• Multiwii各版本程序下载地址：https://code.google.com/p/multiwii/downloads/list
• Arduino软件下载地址(Arduino是编辑和烧录Multiwii固件的必备软件)http://arduino.cc/en/Main/Software

四轴飞行器基础知识

笔者认为关于这些理论的知识，不是本篇文章的重点，关于这些基础的知识，如果有新入门的童鞋，可以先去度娘或者各大论坛等等去了解一下，毕竟掌握了这些基本的知识，才知道一个四轴飞行器是如何组成的，六轴也同理。还有就是虽然现在的飞控都是白菜价了，但是如果通过自己搭建一个四轴飞行器，并让其稳定的飞起来，这是虽然很有难度，而且会耗费大量的时间，但是这种满足感跟这种DIY的精神是我非常向往的。

飞控板的制作

大家完全可以参照Multiwii官网的硬件要求，自行设计制作飞控板，这样你对MWC四轴整个系统将会有更深刻的理解。Multiwii硬件分为Arduino 328p（ATmega328P）和Arduino mega（ATmega2560）两种版本。两个版本各有优劣，均支持多种外设，但接口稍有不同。mega版本只能用串口接GPS和声呐，由于两个外设占据了串口，如要用蓝牙或FTDI查看飞控状态信息，这就是不可能的了。328p版本虽然容量小，但可以采用双328p的模式，再用一片ATmega328P制作一块I2C-GPS/Sonar导航板，这样就可以用I2C来读取GPS和声呐的数据，不必占据串口，那这样一来就可以实时的用蓝牙等查看飞行状态信息了。所以笔者采用飞控板是基于Arduino 328p版本的。简单来说，MWC飞控板由Arduino pro mini + GY-86 组成。

Arduino pro mini 原理图

   Arduino pro mini 接线图

  绘制PCB

制板

在某宝上采购 Arduino pro mini 跟 GY-86 ,其实也可以把GY-86换成MPU6050，两个加起来的成本也就不到二十元，而GY-86就比较贵了，它在55元左右，是因为GY-86包含了MPU6050(三轴加速度计和三轴陀螺仪) +HMC5883L(三轴磁强计) +MS5611(高精度气压计,就是为了这颗气压计)，下面简单说一下它们的作用

1. MPU6050：主要四轴的姿态传感器
2. HMC5883L：磁强计一个用途是用来锁定航向，另一个用途是GPS配合磁强计使用才能实现GPS HOME（失控返航）等功能，这也就是MWC为什么要设置当地地磁偏移量(后续会讲)的原因。
3. MS5611：它的测量精度很高，再刷入Multiwii 2.2固件，那四轴的定高精度不是一般的好。大家如果自己做飞控的话，还是多花点钱买个MS5611，定高效果很不错

主控程序

我们首先需要一个FTDI USB下载器，用来给Arduino pro mini进行上传固件，这个是需要驱动的
下载地址：https://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm

一共6个针脚从DTR依次对接到飞控板上Pro mini 对应的针脚即可,但是需要注意的一个地方是针脚VCC供电。

从原理图可以看到，RAW经过 MIC5219 处理后，得到 VCC，度娘了下 MIC5219，它有反向电流保护，所以从VCC上接入供电5V，RAW是不会输出的。当然这个在烧录的时候没什么问题，但是后期我们需要调试，所以笔者直接把VCC的供电，接入到RAW上即可，加压供电如下图。

打开下载好的固件文件夹中的MultiWii.ino

整个飞控程序中，我们需要配置的只有config.h。具体的配置内容，会在后续的章节中解析。

MultiWii GUI

 MultiWii GUI就相当于地面站，可以查看PID参数传感器数据，姿态，遥控器通道信息以及GPS信息等等。往飞控里烧玩程序之后，即MultiWiiConf文件夹下的MultiWiiConf.exe。要想运行MultiWiiConf.exe，得先安装JAVA虚拟机。Multiwii 的GUI程序需要JAVA虚拟机的支持，需下载安装：[http://java.com/zh_CN/download/manual.jsp?locale=zh_CN](http://java.com/zh_CN/download/manual.jsp?locale=zh_CN)<br />![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/617118/1661529100166-e4b09473-5969-44cd-8fca-f66c260e056e.png#clientId=u507b509e-0704-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=138&id=ud138c1bd&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=275&originWidth=614&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=35942&status=done&style=none&taskId=uddeccf87-6e1f-436a-bc07-09db48b1a32&title=&width=307)