STM32 四轴无人机设计——遥控器PPM信号

1、前言

由于时间原因，我使用的遥控器是直接买的成品，富斯I6x+IA6B接收机，据说是一代神控，富斯的遥控器总共有ibus模式、sbus模式、PPM模式。我使用的是PPM模式。

2、什么是PPM

PPM信号其实就是很多个PWM信号综合到一起，形成一路PWM信号的形式叫做PPM信号。

PPM信号一帧数据分为低电平（0.5ms）+高电平（0.5ms-1.5ms），高电平长度与PWM占空比成正比。因为一帧信号最多要2ms，信号周期为20ms，所以理论一次PPM信号可以发送10帧数据，但是由于要确定帧头信号，所以要加入同步帧，真正的PPM信号里面最多有9帧数据帧。

3、读取PPM

根据PPM的发送原理，我们很轻易就可以想到通过测量电平的时间就可以获得PPM信号的数据帧。有两种方法（1）根据GPIO的高电平输入同时开始定时器计时，（2）使用TIM定时器的输入捕获功能。
因为无人机属于比较危险的玩具，一旦失去控制后果不堪设想，从安全角度出发我使用比较稳妥的定时器输入捕获方法。

4、程序设计

定时器输入捕获的初始化不在赘述，在stm32基础篇有详细介绍。直接看PPM信号的接收，存储。

uint16_t PPM_Sample_Cnt=0;
uint32_t PPM_Time=0;
uint16_t PPM_Okay=0;
uint16_t PPM_Databuf[8]={0};
uint8_t TIM2_CH2_CAPTURE_STA=0;
/**  
  *  功能：TIM2_ch1中断服务函数，接收PPM信号储存在PPM_Databuf中
  *  入口参数：
  *  返回值：
  */
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC2)==!RESET)//捕获中断
	{
		if(TIM2_CH2_CAPTURE_STA&0x01)//符合条件的话说明上次捕获了高电平，那么这次捕获的一定是低电平
		{
			PPM_Time=TIM_GetCapture2(TIM2);
			if(PPM_Time>0)
				PPM_Time++;			
			if(PPM_Okay==1)
			{
				PPM_Databuf[PPM_Sample_Cnt]=PPM_Time;
				PPM_Sample_Cnt++;
				if(PPM_Sample_Cnt>8)
					PPM_Okay=0;
			}
			if(PPM_Time>7000)//识别到帧尾
			{
				PPM_Okay=1;
				PPM_Sample_Cnt=0;
			}    

				TIM_OC2PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Rising);
				TIM2_CH2_CAPTURE_STA=0;//清掉标志位准备开始下一次上升沿和下降沿检测
		}
			else
			{
				TIM_SetCounter(TIM2,0);//以上为清零            
				TIM2_CH2_CAPTURE_STA|=0x01;//高电平指示被赋值
				TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling); //当捕获上升沿后改为捕获下降沿
			}        
	}
	
	TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位，一定不要忘，要不然下次进不了中断    
}

因为PPM信号最长为2ms，但是空白数据帧会超过2ms，所以我们只需要判断有一个数据超过2ms即可认定为是上一次PPM信号的最后一帧，即刻开始接收最新的PPM信号的第一帧，因为我的遥控器是十通道，但是我还用不到这么多，所以设计接收八通道，预留两个通道备用。
最后接收到的PPM数据帧储存在PPM_Databuf[8]这个数组中。

5、总结

PPM信号是现在多通道控制领域比较常见的一种串行信号，但是它也有一个重大的缺点，就是最快需要20ms才能接收一次数据。这也就是信号频率只有50Hz。对于一些高精度仪器不可用，ibus和sbus是并行多通道数据传输方案，在频率上优于PPM，所以后期可以升级信号模式。