空心杯四旋翼飞行器设计与应用 内容简介

本书以编程相对简单的51单片机作为平台来制作一款四轴飞行器，内容包括无人机的历史发展、四旋翼飞行器的结构和原理、无人机的开发环境、小四轴空心杯无人机电路板制作、PCB板手工焊接方法、MPU-6050 六轴（陀螺仪+加速度计）传感器介绍及通信、基于STC15系列单片机飞控核心算法研究、调节PID参数方法和整定、油门补偿、四旋翼飞行器的上位机调试、PWM信号介绍以及15系列单片机PWM信号的产生、基于STC15系列单片机遥控器控制算法，全书图文并茂，叙述清晰，操作步骤详实，选用的平台、软件上手容易，是一本容易上手的无人机DIY学习手册。

空心杯四旋翼飞行器设计与应用 目录

**篇　基础篇 1
第1章　无人机概述 2
1．1　无人机的发展历史 3
1．2　什么是无人机 7
1．2．1　固定翼无人机 7
1．2．2　旋翼无人机 8
1．2．3　旋翼无人机与固定翼无人机的优缺点 9
1．3　归纳总结 13
1．4　科学精神的培养 13
第2章　四旋翼飞行器结构和原理 14
2．1　四旋翼飞行器的分类 14
2．2　四旋翼飞行器坐标系的建立 15
2．3　四旋翼飞行器的结构特性 16
2．4　四旋翼飞行器的运动模式分析 16
2．4．1　垂直上升与下降运动 16
2．4．2　俯仰运动 18
2．4．3　横滚运动 19
2．4．4　偏航运动 20
2．4．5　水平运动 22
2．5　四旋翼飞行器的基本组成 23
2．5．1　电机 24
2．5．2　电调 25
2．5．3　电池 28
2．5．4　正反螺旋桨 31
2．5．5　机架 35
2．5．6　飞行控制器 40
2．5．7　遥控器 43
2．6　归纳总结 44
2．7　科学精神的培养 45
第二篇　硬件篇 47
第3章　开发环境之AD、Keil 48
3．1　开发环境的搭建和介绍 48
3．2　元件封装库的建立 50
3．2．1　元件库的建立 50
3．2．2　封装库的建立 55
3．2．3　第三方元件库和封装库的导入 58
3．3　建立工程指导 59
3．3．1　建立**个工程 59
3．3．2　创作遥控器PCB 61
3．4　Keil ?Vision4集成开发环境（IDE）介绍和获取 67
3．5　stc-isp-15xx-v6．85的获取 68
3．5．1　软件安装 68
3．5．2　Keil ?Vision4软件的使用 68
3．6　归纳总结 74
3．7　科学精神的培养 74
第4章　空心杯小四轴无人机电路板制作 75
4．1　制作小四轴飞行器所需的工具与元器件 75
4．1．1　飞行控制器电路板元器件材料清单 75
4．1．2　空心杯小四轴飞行控制器电路板 76
4．1．3　制作工具 77
4．2　飞控原理图绘制 77
4．2．1　主控与指示灯 77
4．2．2　电源电路的选择 80
4．2．3　姿态角度获取电路 82
4．2．4　电机驱动部分电路 83
4．2．5　无线模块接口电路 84
4．2．6　下载接口 85
4．2．7　气压计电路 86
4．3　制作遥控器需要的元器件清单 87
4．3．1　焊接遥控器所需要的元器件清单 87
4．3．2　遥控器电路板 88
4．4　遥控器原理图绘制 89
4．4．1　主控与下载电路 89
4．4．2　摇杆电位器电路 90
4．4．3　遥控器电源电路 92
4．4．4　微调电路 92
4．4．5　体感控制电路 93
4．4．6　按键模块 94
4．4．7　无线模块接口电路 95
4．4．8　蜂鸣器电路 95
4．5　归纳总结 95
4．6　科学精神的培养 96
第5章　四轴PCB手工焊接方法 98
5．1　所需工具 98
5．1．1　焊台和电烙铁 98
5．1．2　其他工具 99
5．2　手工焊接表面贴片流程 100
5．3　PCB实物图 100
5．4　MPU-6050的焊接方法 101
5．4．1　MPU-6050的封装形式 101
5．4．2　MPU-6050手工焊接方法 102
5．5　主控芯片手工焊接流程 103
5．5．1　主控芯片实物图 103
5．5．2　主控芯片的手工焊接方法 104
5．5．3　其他芯片手工焊接方法 106
5．6　其他器件的焊接 106
5．6．1　电阻和电容的焊接 106
5．6．2　贴片LED正负极的判断方法 107
5．6．3　电机的焊接问题 107
5．6．4　焊接完成效果 108
5．7　归纳总结 109
5．8　科学精神的培养 109
第三篇　飞控篇 111
第6章　MPU-6050六轴（陀螺仪+加速度计）传感器介绍及通信 112
6．1　MPU-6050六轴（陀螺仪+加速度计）传感器介绍 112
6．1．1　概述 112
6．1．2　特征 113
6．1．3　MPU-6050的应用领域 114
6．1．4　引脚介绍 114
6．1．5　硬件连接 116
6．2　I2C总线的介绍与使用 118
6．3　I2C总线硬件结构和时序 119
6．3．1　I2C总线硬件结构图 119
6．3．2　I2C总线通信时序 120
6．4　I2C总线4个信号的程序分析 121
6．4．1　启动信号的程序 123
6．4．2　停止信号的程序 123
6．4．3　应答信号的程序 124
6．4．4　I2C设备发送一个字节数据的程序 124
6．4．5　I2C设备接收一个字节数据的程序 125
6．4．6　I2C设备写入一个字节数据的程序 126
6．4．7　I2C设备读取一个字节数据的程序 127
6．5　MPU-6050内部寄存器设置 128
6．6　归纳总结 150
6．7　科学精神的培养 150
第7章　基于STC15系列单片机飞控核心算法研究 151
7．1　姿态解算 151
7．1．1　姿态解算对于飞行器的作用 151
7．1．2　姿态解算涉及的传感器 152
7．1．3　四元数预备知识 152
7．1．4　利用四元数计算欧拉角 153

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