无人机网无人机接收机的PPM协议

本文插图
PPM协议无人机遥控器与飞控之间传输最常用的就是PWM ， PPM ， S.BUS等协议。其中PPM协议只需要一根线就可以传输，避免了PWM需要多路才能传输多个通道的问题。
下面是PPM协议的波形图

本文插图
PPM协议最多传输20个通道，使用一个定时器就可以轻松解决了。
PWM协议
PWM信号用于控制单个电调或者单个舵机脉冲宽度调制信号。

本文插图
电机（电调）上用到PWM信号种类很多，我们这里对常见的PWM信号特征进行一个描述：
1、 PWM信号是一个周期性的方波信号，周期为20ms ，也就是50Hz的刷新频率。
2、 PWM每一周期中的高电平持续时间为1~2ms（1000us~2000us），代表了油门控制量。一般四旋翼中1100us对应0油门， 1900us对应满油门。
PCM是英文pulse-code modulation的缩写，中文的意思是：脉冲编码调制，又称脉码调制。 PPM是英文pulse position modulation的缩写，中文意思是：脉冲位置调制，又称脉位调制，这里顺便提一句，有些航模爱好者误将PPM编码说成是FM ，其实这是两个不同的概念。前者指的是信号脉冲的编码方式，后者指的是高频电路的调制方式。比例遥控发射电路的工作原理如图1所示。操作通过操纵发射机上的手柄，将电位器组值的变化信息送人编码电路。编码电路将其转换成一组脉冲编码信号（PPM或PCM）。这组脉冲编码信号经过高频调制电路（AM或FM）调制后，再经高放电路发送出去。 PPM的编解码方式一般是使用积分电路来实现的，而PCM编解码则是用模/数（A/D）和数/模（D/A）转技术实现的。
目前，比例遥控设备中最常用的两种脉冲编码方式就是PPM和PCM：最常用的两种高频调制方式是FM调频和AM调幅：最常见的组合为PPM/AM脉位调制编码/调幅、PPM/FM脉位调制编码/调频、PPM/FM脉冲调只编码/调频三种形式。通常的PPM接收解码电路都由通用的数字集成电路组成，如 CD4013 ， CD4015等。对于这类电路来说，只要输入脉冲的上升沿达到一定的高度，都可以使其翻转。这样，一旦输入脉冲中含有干扰脉冲，就会造成输出混乱。由于干扰脉冲的数量和位置是随机的，因此在接收机输出端产生的效果就是“抖舵” 。除此之外，因电位器接触不好而造成编码波形的畸变等原因，也会影响接收效果，造成“抖舵” 。对于窄小的干扰脉冲，一般的PPM电路可以采用滤波的方式消除；而对于较宽的干扰脉冲，滤波电路就无能为力了。这就是为什么普通的PPM比例遥控设备，在强干扰的环境下或超出控制范围时会产生误动作的原因。尤其是在有同频干扰的情况下，模型往往会完全失控。
每一个遥控器通道都需要一个PWM采集器进行采集，但是对于STM32来说不可能使用多个定时器来采集多个通道的PWM ，这对于STM32的资源来说十分浪费。因此采用的就是PPM编码。 PPM编码是PWM的扩展协议，可以在一个管脚中传输多路PWM信号。 PPM的频率通常是50Hz ，周期长度20ms ，每一个周期中可以存放最多10路PWM信号，每一路PWM的周期为2ms ，如下图所示：

本文插图
使用STM32的管脚中断配合定时器中的计数可以准确的捕获一个周期内的PPM信号中的高低电平变化，每2ms就是一路PWM信号的周期。