DIY四軸飛行器：基于MSP430F5系列單片機(jī)與Android

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(xiàn)狀、應(yīng)用及微型化 2
1.3 四軸飛行器的力學(xué)原理及控制框圖 6
1.3.1 四軸飛行器的力學(xué)原理 6
1.3.2 四軸的坐標(biāo)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(jī) 9
2.1.2 藍(lán)牙/WiFi等遙控器及接收機(jī) 10
2.1.3 姿態(tài)檢測單元 10
2.1.4 處理器 11
2.1.5 調(diào)試器 11
2.1.6 電機(jī)驅(qū)動及電機(jī) 11
2.2 遙控器 12
2.2.1 2.4 GHz遙控器 12
2.2.2 藍(lán)牙/安卓遙控 16
2.3 電機(jī)及驅(qū)動 18
2.3.1 無刷電機(jī)及電調(diào) 18
2.3.2 有刷電機(jī)及驅(qū)動電路 21
2.4 機(jī)架 23
2.4.1 大四軸飛行器機(jī)架 23
2.4.2 微型四軸飛行器機(jī)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(xué)習(xí)板介紹 29
3.3 PCB布線心得 34
3.4 硬件實(shí)物圖及基本使用 34
3.5 配套資料及學(xué)習(xí)微處理器的順序 37
第4章 MSP430開發(fā)環(huán)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(qū)動及串口通信軟件 40
4.2 IAR的使用和調(diào)試 43
4.2.1 IAR的界面 43
4.2.2 新建一個工程并調(diào)試 44
4.3 Flappy430程序介紹及學(xué)習(xí)板的使用 48
4.3.1 新建Flappy430飛控工程 48
4.3.2 Flappy430學(xué)習(xí)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(shù) 58
4.5 C-430的特性及編程風(fēng)格 59
4.5.1 C-430的數(shù)據(jù)類型 59
4.5.2 位帶操作，常用語句形式 59
4.5.3 自寫函數(shù)的接口規(guī)范 60
4.5.4 中斷系統(tǒng)架構(gòu)和中斷函數(shù)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(biāo)系 66
5.1 時鐘系統(tǒng) 66
5.2 數(shù)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(lán)牙/PC上位機(jī)及反饋測試 93
5.7.1 PC上位機(jī)通信協(xié)議 93
5.7.2 藍(lán)牙通信協(xié)議 95
5.7.3 上位機(jī)測試四軸反饋 98
5.8 陀螺儀、加速度計及磁強(qiáng)計 100
5.8.1 陀螺儀 100
5.8.2 加速度計ADXL345 108
5.8.3 磁強(qiáng)計 109
5.8.4 LSB概念及分析 112
5.9 PID算法及機(jī)體坐標(biāo)系初步分析 113
5.9.1 PID算法的構(gòu)造分析 113
5.9.2 四軸機(jī)體坐標(biāo)系的構(gòu)建 115
第6章 四軸飛行控制——卡爾曼濾波/四元數(shù)法 122
6.1 傳感器中立點(diǎn) 122
6.2 基于卡爾曼濾波的姿態(tài)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(shù)據(jù)類型選擇 136
6.3.2 算法效果測試 138
6.3.3 轉(zhuǎn)換系數(shù)/LSB與傳感器更換分析 140
6.3.4 算法loop周期的優(yōu)化 141
6.4 PID調(diào)節(jié)器的構(gòu)造及分析 142
6.4.1 PID算法各項的構(gòu)造 142
6.4.2 PID算法各參數(shù)的整定 144
6.4.3 磁阻鎖定及Yaw軸反饋 145
6.5 四元數(shù)算法的介紹及應(yīng)用 149
6.5.1 四元數(shù)算法介紹 149
6.5.2 四元數(shù)算法的程序及實(shí)際應(yīng)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(tǒng)簡介 164
7.2 安卓遙控器開發(fā) 165
第8章 四軸飛行器實(shí)際使用及操作 175
8.1 四軸飛行器起飛前的調(diào)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(xiàn) 184