适用于无人机的集成主控器的制作方法

文档序号:11988077阅读:436来源:国知局

本实用新型涉及集成芯片的技术领域,尤其涉及一种适用于无人机的集成主控器。



背景技术:

无人机主控芯片是无人机系统的大脑,主要负责收集各传感器(陀螺仪、加速度计、角速度计、气压计、温度传感器等)的数据,进行姿态解算,从而得到俯仰角、横滚角、航向角、气压、高度和温度信息,并发送回地面站。除此之外,接受地面站的控制信号,控制无人机的飞行模式、航线等。除了飞行控制之外,无人机系统中还有动力管理(锂电池的充放电)、马达控制调速、无线收发等部分。本实用新型的特点是面向低、中档无人机的需求,尽可能多的集成各功能模块,以减低硬件成本以及软件设计资源。



技术实现要素:

针对上述技术中存在的不足之处,本实用新型提供一种结构简单、减低硬件成本的适用于无人机的集成主控器。

为了达到上述目的,本实用新型一种适用于无人机的集成主控器,包括CPU、Flash接口、程序存储器、数据存储器、外设二、外设一以及总线矩阵,所述CPU通过数据总线以及系统总线连接到总线矩阵上,所述Flash接口分别与CPU、总线矩阵以及程序存储器相连,所述总线矩阵分别与数据存储器、外设二以及外设一相连。

其中,该主控器还包括外扩存储控制器、第一直接存储控制器以及第二直接存储控制器,所述外扩存储控制器、第一直接存储控制器以及第二直接存储控制器均与总线矩阵相连,所述第一直接存储控制器分别与外设二以及外设一相连,所述第二直接存储控制器分别与外设二以及外设一相连。

其中,该主控器还包括复位时钟控制单元、第一总线转换模块以及第二总线转换模块,所述外设一通过第一总线转换模块与总线矩阵相连,所述外设二通过第二总线转换模块与总线矩阵相连,所述第一总线转换模块、第二总线转换模块以及复位时钟控制单元均通过系统总线与总线矩阵相连。

其中,所述外设一与外设二上均开设有通用同步异步收发模块、通用异步收发模块、串行外围接口、SPI/I2S接口以及多个定时器单元。

其中,所述外设一上还开设有模数转换电路、外部中断控制单元以及通用输入输出单元。

其中,所述外设二上还开设有数模转换电路、I2C接口、实时时钟单元、电源管理单元、USB模块、独立看门狗模块以及窗口看门狗模块。

本实用新型的有益效果是:

与现有技术相比,本实用新型的适用于无人机的集成主控器的CPU包含单周期乘除法指令,用于执行程序,Flash接口读取CPU所执行的程序并将程序储存到储存器中,外设一和外设二将数字信号和模拟信号进行转换,以测量各种模拟量,以获取电源电压、电池电压、消耗电流以及温度值。该主控器收集各传感器的数据,集成多项功能,在降低硬件成本的前提下,也提高了资源利用率。

附图说明

图1为本实用新型适用于无人机的集成主控器的结构示意图。

主要元件符号说明如下:

10、CPU 11、Flash接口

12、程序存储器 13、数据存储器

14、总线矩阵 15、第一直接存储控制器

16、第二直接存储控制器 17、外扩存储控制器

18、复位时钟控制单元 19、第一总线转换模块

20、第二总线转换模块 21、外设一

22、外设二。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型,下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

参阅图1,本实用新型一种适用于无人机的集成主控器,包括CPU10、Flash接口11、程序存储器12、数据存储器13、外设二22、外设一21以及总线矩阵14,CPU10通过数据总线以及系统总线连接到总线矩阵14上,Flash接口11分别与CPU10、总线矩阵14以及程序存储器12相连,总线矩阵14分别与数据存储器13、外设二22以及外设一21相连。

相较于现有技术,本实用新型的适用于无人机的集成主控器的CPU10包含单周期乘除法指令,用于执行程序,Flash接口11读取CPU10所执行的程序并将程序储存到储存器中,外设一21和外设二22将数字信号和模拟信号进行转换,以测量各种模拟量,以获取电源电压、电池电压、消耗电流以及温度值。该主控器收集各传感器的数据,集成多项功能,在降低硬件成本的前提下,也提高了资源利用率。

在本实施例中,该主控器还包括外扩存储控制器17、第一直接存储控制器15以及第二直接存储控制器16,外扩存储控制器17、第一直接存储控制器15以及第二直接存储控制器16均与总线矩阵14相连,第一直接存储控制器15分别与外设二22以及外设一21相连,第二直接存储控制器16分别与外设二22以及外设一21相连。外扩存储控制器17,用于外扩大容量存储,或与外部控制单元快速交换数据。直接存储控制器,用于各外设、内存之间快速传输数据而不需要CPU10参与,降低CPU10负担。第一直接存储控制器15为7通道(Ch.1~7),第二直接存储控制器16为5通道(Ch.1~5)。总线矩阵14用于控制与切换各外设与MCU、DMA单元的数据及控制总线。

在本实施例中,该主控器还包括复位时钟控制单元18、第一总线转换模块19以及第二总线转换模块20,外设一21通过第一总线转换模块19与总线矩阵14相连,外设二22通过第二总线转换模块20与总线矩阵14相连,第一总线转换模块19、第二总线转换模块20以及复位时钟控制单元18均通过系统总线与总线矩阵14相连。复位时钟控制单元18用于监测电源、控制芯片复位以及省电模式的进入与退出,降低系统功耗。

在本实施例中,外设一21与外设二22上均开设有通用同步异步收发模块、通用异步收发模块、串行外围接口、SPI/I2S接口以及多个定时器单元。通用同步异步收发模块,用于收发串行数据;通用异步收发模块,用于收发串行数据;串行外围接口,用于传输SPI格式数据;SPI/I2S接口,用于传输SPI/I2S格式数据。多个定时器单元,产生精确定时,同时具有带死区、互补功能的PWM功能,可以做马达控制来实现调速;外接电感、MOS管来实现锂电池充放电管理等。

在本实施例中,外设一21上还开设有模数转换电路、外部中断控制单元以及通用输入输出单元。外部中断控制单元,控制芯片内部及外部的中断允许与产生;通用输入输出单元,即芯片的IO口控制部分。

在本实施例中,外设二22上还开设有数模转换电路、I2C接口、实时时钟单元、电源管理单元、USB模块、独立看门狗模块以及窗口看门狗模块。I2C接口,用于传输I2C格式数据;电源管理单元,控制芯片的电源部分;USB模块,可通过USB协议与电脑通讯;独立看门狗模块,当定时溢出时产生复位,避免程序运行异常时进入死循环;窗口看门狗模块,带条件的定时溢出时产生复位。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例,但是本实用新型并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

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