西华大学毕业设计说明书
图3.3 电子调速器实物图
飞行器组装完成后如图3.4所示
图3.4 飞行器实物图
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4单元模块设计
4.1各单元模块功能介绍及电路设计
飞行控制系统的硬件结构遵从于方案二的结构框图，即图2.2。以下就重要的单元模块做介绍。 4.1.1电源
LM1117为低压差电压调节器。其压差输出为1.2V时，负载电流为800mA。它与国家半导体的工业标准器件LM317有相同的管脚排列。LM1117有可调电压的版本，通过2个外部电阻可实现1.25～13.8V输出电压范围。另外还有5个固定电压输出（1.8V、2.5V、2.85V、3.3V和5V）的型号。因为设计的飞行器的主控芯片是3.3V的。所以选取固定输出为3.3V的LM1117。LM1117提供电流限制和热保护。输出电压的精度在±1%以内。LM1117系列具有LLP、TO-263、SOT-223、TO-220和TO-252、D-PAK等多种封装。飞行器为了提高续航能力，要尽量减轻自身重量，所以这里选取的是SOT-223封装。在电路设计的输出端需要并联一个至少10uF的钽电容来改善瞬态响应和稳定性。LM1117电气特性如表4.1所示。
表4.1 电气特性表-LM1117
符号 VREF 参数 基准 电压 测试条件 LM1117-ADJ IOUT=10mA, VIN-VOUT=2V, TJ=25?C 10mA≤IOUT≤800mA, 1.4V≤VIN-VOUT≤10V 最小值 1.238 1.225 典型值 1.250 1.250 最大值 1.262 1.270 单位 V V 输 出 电 压 LM1117-1.8 IOUT=10mA, VIN=3.8V, TJ=25?C 0≤IOUT≤800mA, 3.2V≤VIN≤10V LM1117-2.5 IOUT=10mA, VIN=4.5V, TJ=25?C 0≤IOUT≤800mA, 3.9V≤VIN≤10V LM1117-2.85 IOUT=10mA, VIN=4.85V, TJ=25?C 0≤IOUT≤800mA, 4.25V≤VIN≤10V 0≤IOUT≤500mA, VIN=4.10V LM1117-3.3 1.782 1.746 2.475 2.450 2.820 2.790 2.790 1.800 1.800 2.500 2.500 2.850 2.850 2.850 1.818 1.854 2.525 2.550 2.880 2.910 2.910 V V V V V V V VOUT 第 8 页
西华大学毕业设计说明书 IOUT=10mA, VIN=5V TJ=25?C 0≤IOUT≤800mA, 4.75V≤VIN≤10V ?VOUT 压差 LM1117-3.3 IOUT=0mA, 4.75V≤VIN≤15V 3.267 3.235 3.300 3.300 1 3.333 3.365 6 V V mV 电源模块的原理图如图 4.1所示。图里的5V电源来源于电子调速器的BEC降压系统。
图4.1 电源模块电路图
4.1.2 STM32F407最小系统
STM32F407VET6是意法半导体基于CORTEX-M4内核的芯片，STM32F407拥有的资源包括：集成FPU和DSP指令，并具有192KBSRAM、1024KB FLASH、12个16位定时器、2个32位定时器、2个DMA控制器（共16个通道）、3个SPI、2个全双工I2S、3个IIC、6个串口、2个USB（支持 HOST /SLAVE）、2个CAN、3个 12位ADC、2个12位DAC、1个RTC（带日历功能）、1个SDIO 接口、1个FSMC接口、1个10/100M以太网MAC控制器、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器、以及112个通用IO口等。该芯片的配置十分强悍，具有卓越的性能。相对STM32F1来说，许多功能进行了重大改进。STM32最小系统电路图如图4.2所示。
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图4.2 STM32最小系统电路图
STM32上电复位后默认使用内部晶振（精度8MHz左右），为了让飞行控制板稳定工作，这里选择了外接8MHz的晶振，在程序里切换为使用外部8MHz晶振，并通过芯片自带的锁相环PLL倍频到168MHz。所以需要修改系统时钟配置System_stm32f4xx.c文件，把PLL第一级分频系数M修改为8，这样才能让主时钟频率达到168MHz。
在STM32F40xx里，可以通过BOOT[1:0]引脚选择三种不同启动模式。一般我们选用从主闪存存储器启动。启动模式如表4.2所示。
表4.2 启动模式-STM32
启动模式选择引脚 BOOT1 X 0 1 BOOT0 0 1 1 主闪存存储器 系统存储器 内置SRAM 主闪存存储器被选为启动区域 系统存储器被选为启动区域 内置SRAM被选为启动区域 启动模式 说明 根据选定的启动模式，主闪存存储器、系统存储器或SRAM可以按照以下方式访问：
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