摘要：\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Ful\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F91f028ab2cac4d9f8445b2108a2687c4\" img_width=\"560\" img_height=\"392\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003Ei.MX RT飞行学习板，提供多种配套软件，包括：ZLG-FOC电机库、简易飞行控制算法、i.MX RT外设基础例程等。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Fe2509ff127b14c26a9b7f1144afb51f6\" img_width=\"1080\" img_height=\"963\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E下图则是i.MX RT飞行学习板的电路结构：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cul\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E核心是i.MX RT1052跨界处理器。

"\u003Cdiv\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E来源 | 嵌入式资讯精选\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003Ei.MX RT跨界处理器具有实时操作和应用处理器级的功能，其已经实际应用在智能交互、工厂自动化、智能支付终端、语音处理和语音识别等领域，这些应用场景已经足以证明i.MX RT的强大与广泛的适应性。除了前述的应用方向之外，今天小编再为大家介绍一个典型的应用场景——无人机。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E玩无人机的小伙伴们都知道，四旋翼无人机的BLDC电调电机，通常需要单独的MCU进行控制，如果用更加节能的FOC控制方式，那么对MCU的性能要求就比较高。一般讲，这颗MCU除去控制电机外，还会处理一些其它事情并留有余量，所以生产无人机的厂商，大都喜欢用Cortex-M4的MCU来做FOC控制（NXP的高主频+硬件除法器的M0+也完全可以胜任），也就是四旋翼无人机需要四颗较高性能的MCU，来分别控制四个电机。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E除此之外，还需要一个至少是Cortex-M4级别的MCU做飞控，它需要读取传感器数据、控制飞行姿态、完成通讯等任务。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E所有这些控制和操作，现在用一颗i.MX RT就都可以搞定了。i.MX RT性能强悍，以Cortex-M7为内核，主频高达600MHz，片内512KB RAM，同时具有4组PWM模块、适合多电机模拟信号采样的ADC_ETC模块，及丰富灵活的通讯接口，所以搞定飞控+4个BLDC电机控制自然不在话下。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E我们接触到很多使用i.MX RT做无人机的实例，下面为各位展示两个优秀的方案。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E基于i.MX RT1052的飞行学习板\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E这是一个由ZLG技术研发中心设计的，“4个无刷电机FOC驱动 + 飞控算法”的单芯片解决方案，按竞赛级设计，有实力在无人机飞行大赛上争金夺银的！\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E其中的ZLG-Soar飞控软件库具有如下特点：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cul\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E采用四元数互补滤波融合算法，和基于角速度环与角度环的串级PID姿态控制算法，在i.MX RT下控制频率可达2KHz（一般飞控频率为0.5KHz）。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E支持自动校准功能，支持9轴或6轴IMU（惯量测量传感器）。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E支持SBUS航模串口协议，适用于支持该协议的任意无线收发器。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E支持常用的IIC\u002FSPI\u002FUART接口，可以扩展不同的传感器。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E飞行学习板可以通过蓝牙模块，使用NXP的FreeMaster软件边飞边进行参数的调试。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E提供的软件接口，可以让用户快速移植自己的飞控软件，或BetaFlight，ClenFlight，PX4，OpenPiliot，RaceFlight等软件。\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Ful\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E下图是i.MX RT飞行学习板的真身！产品级软硬件设计，既可直接用于无人机，也可用于多电机FOC的应用评估，例如稳拍器、机器人、工业缝纫机等等。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Fe2509ff127b14c26a9b7f1144afb51f6\" img_width=\"1080\" img_height=\"963\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E下图则是i.MX RT飞行学习板的电路结构：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cul\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E核心是i.MX RT1052跨界处理器；\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E外接4路功率模块，用无感FOC算法驱动4个无刷电机；\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E外扩IMU传感器和气压计，可同时运行飞行控制算法；\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E同时预留了4个油门脉冲接口，可外接飞行控制器，学习板仅作为“4无刷电机FOC驱动”使用。默认整机7-12V\u002F16A，可根据需求修改。\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Ful\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F91f028ab2cac4d9f8445b2108a2687c4\" img_width=\"560\" img_height=\"392\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003Ei.MX RT飞行学习板，提供多种配套软件，包括：ZLG-FOC电机库、简易飞行控制算法、i.MX RT外设基础例程等。用户可快速搭建无人机产品，或其他多电机FOC的产品，例如稳拍器、机器人、工业缝纫机、IoT创新产品等等。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E基于i.MX RT1052的开源AutoQuad飞控\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E这是一位网络牛人(姑且称他为老J)参加RT-Thread应用作品征集赛的一个作品。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003EAutoQuad是德国的一款老牌开源飞控（硬件闭源），其旨在提供稳定、动态飞行和自动驾驶功能的飞控控制器。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E由于AutoQuad硬件闭源的特性，国内的玩家很少，但AutoQuad 的ukf算法“独步天下”，绝对是一绝。15年时老J自己做出了Autoquad的M4版本硬件，并可以运行官方源码。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E2017年时他又将Autoquad移植到MDK环境下，并且将其RTOS替换为RT-Thread。后续玩这个玩了蛮久时间。他的体会是这个版本的AutoQuad由于UKF算法占用了很多CPU资源，使得整个系统CPU占用率太高，再者就是片内RAM资源捉襟见肘。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E对于这个版本的AutoQuad目前有挺多模友想继续深入的开发，比如网名为“我的世界观”的网友，想将L1自适应控制算法加入到其中，但这个L1自适应算法也是极耗费CPU资源的。在这个背景下，老J开始着手了AutoQuad在i.MX RT1052上的实现，以期留出足够的资源来给模友们做深入开发，同时也借机熟悉下RT-Thread的3.x版本。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E硬件板子目前基于野火1052 mini开发板，传感器是从马家买的现成模块，采用飞线的形式固定在开发板上(后期会重新设计一款小的适合飞控的板子)。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F10663e3cc77e4bb0acc07c3820f1bcb4\" img_width=\"384\" img_height=\"254\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E主控+传感器\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F1c9feba9d970484a89dc8a31ce17a372\" img_width=\"512\" img_height=\"288\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E全部的连接都使用飞线\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F7cf4f84750e646a8b5ae5bb232432926\" img_width=\"512\" img_height=\"288\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E完成后的效果\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E系统框图如下\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Fd2bc1970974048b98c5d36ee6061ac96\" img_width=\"833\" img_height=\"441\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E本设计的特点是：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cul\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E首先，作者对AutoQuad非常熟悉，已经清楚地看到了软件对CPU高性能，与对大容量RAM的要求。刚好i.MX RT可以在这两方面满足他的升级要求。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E其次，作者使用了现成的实时操作系统——RT-Thread，及其RT-Thread在i.MX RT上的现成BSP，依托i.MX RT丰富的外设接口和RT-Thread提供的标准设备驱动框架，能够快速地移植整个软件系统到i.MX RT平台上。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E第三，整个硬件环境尤其是主控板，采用了现成的野火开发板，省却了研究适配开发i.MX RT1052硬件平台的时间和精力。\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Ful\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003ENXP在i.MX RT105x上的方案\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E以上两个方案都是充分地利用了i.MX RT1052的高性能、多端口和方便开发的特性，用一颗MCU实现了以前需要4-5颗MCU，甚至更多MCU，才能实现的功能，大大地简化了硬件系统的复杂度，即降低了总体成本又缩小了系统的整体尺寸，同时减小了重量和功耗，进一步提高了无人机的性价比。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E目前NXP还没有在i.MX RT上的专用无人机方案，在多电机应用方面，有一个单片i.MX RT同时驱动三个电机的机械臂方案，如下图所示：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Faad31c0f0c0f43e19960efe284e72496\" img_width=\"1080\" img_height=\"1002\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E接下来会通过摄像头实时自动地识别物体，再直接驱动机械臂执行动作，所有这些也将会通过i.MX RT实现。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003Ei.MX RT电机控制第三方学习板预告\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E恩智浦有个MAPS学习评估板系列，是按照原来的TOWER板重新设计的，目前有广受客户欢迎的MAPS-DSC系列，同时支持双电机的伺服或步进。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E如果需要评估i.MX RT的电机控制性能，除了官方发布的评估板之外，第三方合作伙伴正在建造中的MAPS-RT是个非常实用的评估板，不但支持伺服或步进电机，还可以支持工业中广泛使用的EtherCAT（与友商合作），值得期待。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Ffb37f66a10ca4cee96d0a9aa94808d83\" img_width=\"598\" img_height=\"619\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F89ace5401d13484e930c5ac8913ca65b\" img_width=\"605\" img_height=\"807\" alt=\"一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E"'.slice(6, -6), groupId: '6716422732600312328