原标题：基于STC15W408AS单片机实现圆形遥控飞机自制方案

基于STC15W408AS单片机实现圆形遥控飞机自制方案

一、引言

随着科技的发展，遥控飞机在娱乐、教育、科研等领域的应用越来越广泛。自制遥控飞机不仅可以提升动手能力，还能深入理解飞行控制原理。本文将详细介绍基于STC15W408AS单片机实现圆形遥控飞机的自制方案，包括主控芯片的选型、作用及其在具体设计中的应用。

二、主控芯片选型及作用

1. 主控芯片型号

本文选择STC15W408AS单片机作为主控芯片。STC15W408AS是一款基于8051内核的高性能、低功耗单片机，广泛应用于工业自动化、智能仪表、汽车电子、智能家居等领域。

2. STC15W408AS特点

• 高性能：STC15W408AS采用先进的RISC指令集，运行速度快，能够实现复杂的控制功能。

• 低功耗：具备多种工作模式，可根据实际需求调整功耗，延长电池使用寿命。

• 集成度高：集成了定时器、串行通信接口等多种功能模块，减少了外部元件的使用，降低了系统成本。

• 易于开发：采用标准的8051指令集和开发工具，开发者可以便捷地进行程序设计和调试。

3. 在设计中的作用

STC15W408AS单片机在圆形遥控飞机的设计中起到了核心控制作用。其主要功能包括：

• 飞行控制：通过接收遥控器发送的信号，控制飞机的飞行姿态，如上升、下降、前进、后退、左转、右转等。

• 信号处理：对传感器（如超声波传感器）采集的数据进行处理，实现自动避障、高度保持等功能。

• 通信接口：通过串行通信接口与遥控器、传感器等外部设备通信，实现数据的传输和接收。

• 电源管理：根据系统需求调整功耗，延长飞行时间。

三、硬件设计

1. 总体结构

圆形遥控飞机的总体结构包括机身、机翼、动力系统、控制系统和通信系统等部分。其中，控制系统以STC15W408AS单片机为核心，通过接收遥控器信号，控制动力系统实现飞行姿态的调整。

2. 动力系统

动力系统包括电机和螺旋桨。电机选择无刷直流电机，具有效率高、噪音低、寿命长等优点。螺旋桨的选择需要考虑直径、螺距等因素，以确保足够的升力和推力。

3. 控制系统

控制系统由STC15W408AS单片机、传感器和执行机构组成。

• 传感器：包括超声波传感器、陀螺仪等，用于检测飞机的飞行高度、姿态等信息。

• 执行机构：包括舵机和电机，用于调整飞机的飞行姿态和动力输出。

4. 通信系统

通信系统包括遥控器和接收机。遥控器用于发送控制信号，接收机用于接收并解码信号，然后将解码后的信号传输给STC15W408AS单片机。

四、软件设计

1. 软件开发环境

STC15W408AS单片机的软件开发环境可以选择Keil C51等集成开发环境。Keil C51提供了丰富的库函数和调试工具，方便开发者进行程序设计和调试。

2. 程序结构

程序结构主要包括初始化模块、通信模块、控制模块和信号处理模块等部分。

• 初始化模块：对STC15W408AS单片机的定时器、串行通信接口等模块进行初始化配置。

• 通信模块：实现与遥控器、传感器等外部设备的通信功能。

• 控制模块：根据接收到的控制信号和传感器数据，控制飞机的飞行姿态和动力输出。

• 信号处理模块：对传感器采集的数据进行处理，实现自动避障、高度保持等功能。

3. 关键代码示例

以下是一个简单的代码示例，用于演示STC15W408AS单片机如何通过串口接收数据并控制飞机的飞行姿态。

#include "stc15.h"

#include "set.h"



// 串口初始化配置

void UartInit(void)

{

IE |= 0x90; // 总中断开关 和串口中断开关

SCON = 0x50; // 8位数据, 可变波特率

AUXR |= 0x01; // 串口1选择定时器2为波特率发生器

AUXR &= 0xFB; // 定时器2时钟为Fosc/12, 即12T

T2L = 0xE8; // 设定定时初值

T2H = 0xFF; // 设定定时初值

AUXR |= 0x10; // 启动定时器2

}



// 串口发送数据

void UartSend(char dat)

{

SBUF = dat;

while (busy);

busy = 1;

}



// 串口接收数据中断处理

void Uart() interrupt 4

{

if (RI) // 接收数据, 手动将RI清0

{

RI = 0;

// 此处可以添加接收数据处理代码

}

if (TI)

{

TI = 0;

busy = 0;

}

}



// 主函数

void main()

{

UartInit(); // 初始化串口

// 其他初始化代码



while (1)

{

// 主循环代码

// 此处可以添加控制逻辑和信号处理代码

}

}

在实际应用中，需要根据具体需求对代码进行扩展和完善。例如，可以添加超声波传感器的数据处理代码，实现自动避障功能；可以添加陀螺仪的数据处理代码，实现姿态控制功能等。

五、调试与测试

1. 调试步骤

• 硬件连接：确保所有硬件连接正确，包括电机、螺旋桨、传感器、遥控器等。

• 软件下载：将编译好的程序下载到STC15W408AS单片机中。

• 功能测试：分别测试各个模块的功能，如串口通信、传感器数据采集、电机控制等。

• 联合调试：将所有模块连接起来，进行联合调试，确保系统能够正常工作。

2. 测试方法

• 飞行测试：在空旷的场地进行飞行测试，观察飞机的飞行姿态和稳定性。

• 避障测试：在设有障碍物的场地进行避障测试，观察飞机的避障效果。

• 高度保持测试：在不同高度进行高度保持测试，观察飞机的高度稳定性。

六、结论

本文详细介绍了基于STC15W408AS单片机实现圆形遥控飞机的自制方案。通过合理选择主控芯片、设计硬件电路、编写软件程序、进行调试与测试等步骤，成功实现了一款具有基本飞行功能的圆形遥控飞机。该方案不仅提高了动手能力，还深入理解了飞行控制原理和相关技术。未来，可以进一步优化设计，提高飞机的飞行性能和稳定性，拓展更多功能和应用场景。