本實用新型涉及的是一種九軸無人機姿態(tài)檢測電路。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，無人機在航拍航攝、農(nóng)業(yè)植保、電力巡線、災(zāi)害監(jiān)測等應(yīng)用方面發(fā)揮了極大優(yōu)勢，無人機的應(yīng)用研究成為當(dāng)前熱點之一。而對無人機姿態(tài)實時檢測，成為實現(xiàn)精確運動控制、安全飛行必要條件和基本保障。

陀螺儀是維持方向和獲取角速度信號的裝置，在一定條件下可以完成無人機姿態(tài)三個核心參數(shù)，即俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、航向角的檢測。在軍用無人機領(lǐng)域，利用機械陀螺儀及光纖陀螺儀等高精度慣性導(dǎo)航傳感器，能夠無人機姿態(tài)檢測，但其造價昂貴，體積大，不適用于民用無人機領(lǐng)域。隨著微機電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的發(fā)展，體積小、集成度高、價格低MEMS陀螺儀傳感器成為小型姿態(tài)檢測系統(tǒng)的最佳選擇。MEMS陀螺儀具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，但存在溫度漂移問題，而且積分累積誤差存在，適合做短時間的檢測，長期使用必須對其進行修正。MEMS加速度計和電子羅盤不存在積分誤差問題，靜態(tài)性能好，但受到載體振動和外界磁場干擾，動態(tài)性能會很差。因而，需要一款電路，能夠檢測無人機運動姿態(tài)，又能夠價格便宜，性能穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有不足，提供一種九軸無人機姿態(tài)檢測電路，能夠檢測無人機運動姿態(tài)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用技術(shù)方案是：

一種九軸無人機姿態(tài)檢測電路，包括姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路、電源電路、處理器STM32F303電路和SD卡電路，姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路，采集無人機在仰俯角、滾轉(zhuǎn)角、航向角的角速度、加速度和磁感應(yīng)強度信號,并將上述信號通過I2C1_SCL、I2C1_SDA、MEMS_CTR、LSM_INT1端口分別與處理器STM32F303電路的PB6、PB7、PB4、PB8端口作信息傳遞；電源電路，采集電源電量信息，并將該信號通過Bat端口傳遞給處理器STM32F303電路的PA1端口；處理器STM32F303電路，通過PA1端口檢測電源電路的Bat端口信號，通過PB6、PB7、PB4、PB8端口檢測姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路的I2C1_SCL、I2C1_SDA、MEMS_CTR、LSM_INT1端口信號，并將信息通過PB12、PB15、PB13、PB14端口傳遞給SD卡電路；SD卡電路，接收處理器STM32F303電路PB12、PB15、PB13、PB14端口信息，通過SD卡電路的SPI2_NSSI、SPI2_MOSI、SPI2_CLK、SPI2_MISO端口將該信息存儲。

姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路，包括MPU9150芯片，MPU9150芯片的8、13號腳接3.3V，18號腳接地，3號腳經(jīng)10K電阻接地，1、9、11號腳短接，1號腳與20號腳之間接2.2uF電容，1號腳和10號腳之間接0.1uF電容，23、24、12號腳分別經(jīng)10K電阻接VDD，同時，23號腳接I2C1_SCL端口，24號腳接I2C1_SDA端口，12號腳接LSM_INT1端口，VDD接場效應(yīng)管FDN336P的3號腳，F(xiàn)DN336P的2號腳輸出3.3V，同時3.3V經(jīng)0.1uF接地，F(xiàn)DN336P的1號腳與3號腳之間接10K電阻，同時，F(xiàn)DN336P的1號腳接MEMS_CTR端口。

電源電路，包括鋰電池和穩(wěn)壓芯片ME6211C30，鋰電池BAT+信號經(jīng)過自恢復(fù)保險絲PT送入ME6211C30的1號腳，ME6211C30的1號腳與3號腳之間接100K電阻，同時1號腳經(jīng)1uF電容接地，2號腳接地，5號腳經(jīng)穩(wěn)壓管BZX84-A3V0接地，同時5號腳輸出VDD，VDD與之間并聯(lián)1uF和0.1uF電容，同時，鋰電池BAT+信號經(jīng)10K電阻和穩(wěn)壓管BZX84-A3V0接地，該穩(wěn)壓管BZX84-A3V0上并聯(lián)20K電阻，穩(wěn)壓管BZX84-A3V0的信號接Bat端口。

處理器STM32F303電路，包括STM32F303芯片，STM32F303芯片3、4、5號腳分別經(jīng)20pF電容接地，6號腳經(jīng)220Ω電阻和20pF電容接地，同時，3號腳與4號腳之間并聯(lián)32.768K晶振，6號腳經(jīng)上述220Ω電阻與5號腳之間并聯(lián)12M晶振， 8、10、20、23、35、47號腳接地，37、44號腳分別經(jīng)10K電阻接地，24、36、48號腳接VDD，1、34號腳分別經(jīng)10K電阻接VDD，9號腳接VDDA，VDD與VDDA之間接有33nH電感，同時，VDDA經(jīng)0.1uF電容接地，VDD與地之間分別并聯(lián)5個 0.1uF電容，40、42、43、45號腳分別接PB4、PB6、PB7、PB8端口，25、26、27、28號腳分別接PB12、PB13、PB14、PB15端口，11號腳接PA1端口。

SD卡電路，包括SD卡接口，VDD分別過10K、47K、47K、47K、 47K、10K、33K 接SD卡接口的1、2、3、5、7、8、9號腳，4號腳接VDD，6號腳和10號腳接地，11號腳懸空，SD卡接口的2號腳接SPI2_NSSI端口，3號腳接SPI2_MOSI端口，5號腳接SPI2_CLK端口，7號腳接SPI2_MISO端口。

本實用新型的有益效果：該實用新型可以檢測無人機的航向角、俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的姿態(tài)信息，同時價格便宜，易于推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型的頂層原理圖，

圖2是本實用新型的姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路底層原理圖，

圖3是本實用新型的電源電路底層原理圖，

圖4是本實用新型的處理器STM32F303電路底層原理圖，

圖5是本實用新型的SD卡電路底層原理圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行具體介紹如下：

一種九軸無人機姿態(tài)檢測電路，包括姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路、電源電路、處理器STM32F303電路和SD卡電路，姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路，采集無人機在仰俯角、滾轉(zhuǎn)角、航向角的角速度、加速度和磁感應(yīng)強度信號,并將上述信號通過I2C1_SCL、I2C1_SDA、MEMS_CTR、LSM_INT1端口分別與處理器STM32F303電路的PB6、PB7、PB4、PB8端口作信息傳遞；電源電路，采集電源電量信息，并將該信號通過Bat端口傳遞給處理器STM32F303電路的PA1端口；處理器STM32F303電路，通過PA1端口檢測電源電路的Bat端口信號，通過PB6、PB7、PB4、PB8端口檢測姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路的I2C1_SCL、I2C1_SDA、MEMS_CTR、LSM_INT1端口信號，并將信息通過PB12、PB15、PB13、PB14端口傳遞給SD卡電路；SD卡電路，接收處理器STM32F303電路PB12、PB15、PB13、PB14端口信息，通過SD卡電路的SPI2_NSSI、SPI2_MOSI、SPI2_CLK、SPI2_MISO端口將該信息存儲。

9軸MEMS姿態(tài)檢測傳感器MPU9150集成陀螺儀、加速度計和電子羅盤的，用來實時采集三個軸的角速度、加速度和磁感應(yīng)強度，以M4核的ARM芯片STM32F303為控制器，功能是實時對MPU9150的輸出信號進行姿態(tài)解算、數(shù)據(jù)融合計算，得到無人機的航向角、俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的姿態(tài)信息，將該信息存儲在SD卡中。

姿態(tài)檢測傳感器MPU9150電路，包括MPU9150芯片，MPU9150芯片的8、13號腳接3.3V，18號腳接地，3號腳經(jīng)10K電阻接地，1、9、11號腳短接，1號腳與20號腳之間接2.2uF電容，1號腳和10號腳之間接0.1uF電容，23、24、12號腳分別經(jīng)10K電阻接VDD，同時，23號腳接I2C1_SCL端口，24號腳接I2C1_SDA端口，12號腳接LSM_INT1端口，VDD接場效應(yīng)管FDN336P的3號腳，F(xiàn)DN336P的2號腳輸出3.3V，同時3.3V經(jīng)0.1uF接地，F(xiàn)DN336P的1號腳與3號腳之間接10K電阻，同時，F(xiàn)DN336P的1號腳接MEMS_CTR端口。

姿態(tài)傳感器MPU9150內(nèi)部集成的陀螺儀、加速度計、電子羅盤可根據(jù)跟蹤追蹤運動速度的快慢，編程設(shè)置不同的測量范圍，其中陀螺儀可測量范圍±250、±500、±1000、±2000°/秒(dps)，加速度計可測范圍為±2g、±4g，±8g，±16g,電子羅盤的磁感應(yīng)強度測量范圍為±1200uT。姿態(tài)傳感器中采用16位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)陀螺儀和加速度計的數(shù)字化輸出，采用13位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電子羅盤的數(shù)字化輸出，MPU9150通過I2C總線與控制器進行數(shù)據(jù)通信。中斷接口和I2C三個接口，I2C開路，上拉電阻；中斷用上拉電阻，提高抗干擾性，電源采用P型MOS管進行保護，當(dāng)傳感器異常時候，CPU的IO腳發(fā)信號，是其斷電復(fù)位。

電源電路，包括鋰電池和穩(wěn)壓芯片ME6211C30，鋰電池BAT+信號經(jīng)過自恢復(fù)保險絲PT送入ME6211C30的1號腳，ME6211C30的1號腳與3號腳之間接100K電阻，同時1號腳經(jīng)1uF電容接地，2號腳接地，5號腳經(jīng)穩(wěn)壓管BZX84-A3V0接地，同時5號腳輸出VDD，VDD與之間并聯(lián)1uF和0.1uF電容，同時，鋰電池BAT+信號經(jīng)10K電阻和穩(wěn)壓管BZX84-A3V0接地，該穩(wěn)壓管BZX84-A3V0上并聯(lián)20K電阻，穩(wěn)壓管BZX84-A3V0的信號接Bat端口。

PT自恢復(fù)保險絲，超過200ma自動斷電，溫度較低后，自動工作；穩(wěn)壓管 Bat接到CPU的AD引腳，檢測電壓 Me62111C30芯片。

處理器STM32F303電路，包括STM32F303芯片，STM32F303芯片3、4、5號腳分別經(jīng)20pF電容接地，6號腳經(jīng)220Ω電阻和20pF電容接地，同時，3號腳與4號腳之間并聯(lián)32.768K晶振，6號腳經(jīng)上述220Ω電阻與5號腳之間并聯(lián)12M晶振， 8、10、20、23、35、47號腳接地，37、44號腳分別經(jīng)10K電阻接地，24、36、48號腳接VDD，1、34號腳分別經(jīng)10K電阻接VDD，9號腳接VDDA，VDD與VDDA之間接有33nH電感，同時，VDDA經(jīng)0.1uF電容接地，VDD與地之間分別并聯(lián)5個 0.1uF電容，40、42、43、45號腳分別接PB4、PB6、PB7、PB8端口，25、26、27、28號腳分別接PB12、PB13、PB14、PB15端口，11號腳接PA1端口。

SD卡電路，包括SD卡接口，VDD分別過10K、47K、47K、47K、 47K、10K、33K 接SD卡接口的1、2、3、5、7、8、9號腳，4號腳接VDD，6號腳和10號腳接地，11號腳懸空，SD卡接口的2號腳接SPI2_NSSI端口，3號腳接SPI2_MOSI端口，5號腳接SPI2_CLK端口，7號腳接SPI2_MISO端口。

利用ARM芯片STM32F303的SPI接口擴展了SD卡電路，用于存儲姿態(tài)信息。

以上已以較佳實施例公布了本實用新型，然其并非用以限制本實用新型，凡采取等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。