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  3. 阅读以下关于某四轴飞行器系统设计的说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在某四轴飞行器系统设计中，利用惯性测量单：元(IMU)、PID电机控制、2．4G无线遥控通信和高速空心直流电机驱动等技术来实现一个简易的嵌入式四轴飞

阅读以下关于某四轴飞行器系统设计的说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在某四轴飞行器系统设计中，利用惯性测量单：元(IMU)、PID电机控制、2．4G无线遥控通信和高速空心直流电机驱动等技术来实现一个简易的嵌入式四轴飞

admin2016-11-11  15
问题 阅读以下关于某四轴飞行器系统设计的说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。
【说明】
    在某四轴飞行器系统设计中，利用惯性测量单：元(IMU)、PID电机控制、2．4G无线遥控通信和高速空心直流电机驱动等技术来实现一个简易的嵌入式四轴飞行器方案。整个系统的设计包括飞控板和遥控板两部分，两者之间采用2．4G无线模块进行数据传输。飞控板采用高速单片机STM32作为处理器，采用含有三轴陀螺仪、三轴加速度计的运动传感器MPU6050作为惯性测量单元，通过2．4G无线模块和遥控板进行通信，最终根据PID控制算法以PWM方式驱动空心电机来控制目标。

    图2-1为李工设计的系统总体框图。飞控板和遥控板的核心处理器都采用STM32F103。飞控系统的惯性测量单元采用MPU6050测量传感器，MPU6050使用IIC接口，时钟引脚SCL、数据引脚SDA和数据中断引脚分别接到STM32的对应管脚，图2-2为该部分原理图。遥控板采用STM32单片机进行设计，使用AD对摇杆模拟数据进行采集，采用NRF2401无线模块进行通信，图2-3为该部分原理图。
    李工所设计的系统软件同样包含飞控板和遥控板两部分，飞控板软件的设计主要包括无线数据的接收、自身姿态的实时计算、电机PID增量的计算和PWM的电机驱动。遥控板主控制器软件通过ADC外设对摇杆数据进行采集，把采集到的数据通过2．4G无线通信模块发送至飞控板。图2-4为飞控系统的软件流程示意图。


【问题3】
    在STM32处理器的PWM使用过程中，最为关键的就是PWM的频率和占空比。PWM的频率依赖于PWM模块的参考时钟频率，自动装载寄存器ARR的值加1之后再乘以参考时钟频率即可得到PWM的频率。PWM的占空比是用捕获比较寄存器CCR和自动装载寄存器ARR获得的，PWM占空比=CCR／(ARR+1)。
    假设当前主控板的STM32处理器PWM模块的参考时钟频率为lkHz，要将PWM模块的频率设置为100kHz，则ARR寄存器的值应设置为多少?如果此时占空比希望设置为20％，那么CCR寄存器的值应该设置为多少?
选项
答案ARR寄存器的值：99 CCR寄存器的值：20
解析 在STM32处理器的PWM使用过程中，最为关键的就是PWM的频率和占空比。PWM的频率依赖于PWM模块的参考时钟频率，自动装载寄存器ARR的值加1之后再乘以参考时钟频率即可得到PWM的频率。PWM的占空比是用捕获比较寄存器CCR和自动装载寄存器ARR获得的，PWM占空比=CCR／(ARR+1)。
进行ARR寄存器的值计算过程中，符合的公式为：
ARR寄存器=要设置的频率／时钟频率一1。
根据占空比则指导CCR的设置符合的公式为：
CCR寄存器=(占空比)×(ARR+1)。
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