PPM協(xié)議

無人機(jī)遙控器與飛控之間傳輸最常用的就是PWM，PPM，S.BUS等協(xié)議。其中PPM協(xié)議只需要一根線就可以傳輸，避免了PWM需要多路才能傳輸多個(gè)通道的問題。下面是PPM協(xié)議的波形圖

PPM協(xié)議最多傳輸20個(gè)通道，使用一個(gè)定時(shí)器就可以輕松解決了。

PWM協(xié)議

PWM信號(hào)用于控制單個(gè)電調(diào)或者單個(gè)舵機(jī)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。

電機(jī)（電調(diào)）上用到PWM信號(hào)種類很多，我們這里對(duì)常見的PWM信號(hào)特征進(jìn)行一個(gè)描述：

1、 PWM信號(hào)是一個(gè)周期性的方波信號(hào)，周期為20ms，也就是50Hz的刷新頻率。

2、 PWM每一周期中的高電平持續(xù)時(shí)間為1~2ms（1000us~2000us），代表了油門控制量。一般四旋翼中1100us對(duì)應(yīng)0油門，1900us對(duì)應(yīng)滿油門。

PCM是英文pulse-code modulation的縮寫，中文的意思是：脈沖編碼調(diào)制，又稱脈碼調(diào)制。PPM是英文pulse position modulation的縮寫，中文意思是：脈沖位置調(diào)制，又稱脈位調(diào)制，這里順便提一句，有些航模愛好者誤將PPM編碼說成是FM，其實(shí)這是兩個(gè)不同的概念。前者指的是信號(hào)脈沖的編碼方式，后者指的是高頻電路的調(diào)制方式。比例遙控發(fā)射電路的工作原理如圖1所示。操作通過操縱發(fā)射機(jī)上的手柄，將電位器組值的 變化信息送人編碼電路。編碼電路將其轉(zhuǎn)換成一組脈沖編碼信號(hào)（PPM或PCM）。這組脈沖編碼信號(hào)經(jīng)過高頻調(diào)制電路（AM或FM）調(diào)制后，再經(jīng)高放電路發(fā)送出去。PPM的編解碼方式一般是使用積分電路來實(shí)現(xiàn)的，而PCM編解碼則是用模/數(shù)（A/D）和數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

目前，比例遙控設(shè)備中最常用的兩種脈沖編碼方式就是PPM和PCM：最常用的兩種高頻調(diào)制方式是FM調(diào)頻和AM調(diào)幅：最常見的組合為PPM/AM脈位調(diào)制 編碼/調(diào)幅、PPM/FM脈位調(diào)制編碼/調(diào)頻、PPM/FM脈沖調(diào)只編碼/調(diào)頻三種形式。通常的PPM接收解碼電路都由通用的數(shù)字集成電路組成，如 CD4013，CD4015等。對(duì)于這類電路來說，只要輸入脈沖的上升沿達(dá)到一定的高度，都可以使其翻轉(zhuǎn)。這樣，一旦輸入脈沖中含有干擾脈沖，就會(huì)造成輸 出混亂。由于干擾脈沖的數(shù)量和位置是隨機(jī)的，因此在接收機(jī)輸出端產(chǎn)生的效果就是”抖舵”。除此之外，因電位器接觸不好而造成編碼波形的畸變等原因，也會(huì)影 響接收效果，造成”抖舵”。對(duì)于窄小的干擾脈沖，一般的PPM電路可以采用濾波的方式消除；而對(duì)于較寬的干擾脈沖，濾波電路就無能為力了。這就是為什么普 通的PPM比例遙控設(shè)備，在強(qiáng)干擾的環(huán)境下或超出控制范圍時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作的原因。尤其是在有同頻干擾的情況下，模型往往會(huì)完全失控。

每一個(gè)遙控器通道都需要一個(gè)PWM采集器進(jìn)行采集，但是對(duì)于STM32來說不可能使用多個(gè)定時(shí)器來采集多個(gè)通道的PWM，這對(duì)于STM32的資源來說十分浪費(fèi)。因此采用的就是PPM編碼。PPM編碼是PWM的擴(kuò)展協(xié)議，可以在一個(gè)管腳中傳輸多路PWM信號(hào)。PPM的頻率通常是50Hz，周期長(zhǎng)度20ms，每一個(gè)周期中可以存放最多10路PWM信號(hào)，每一路PWM的周期為2ms，如下圖所示：

使用STM32的管腳中斷配合定時(shí)器中的計(jì)數(shù)可以準(zhǔn)確的捕獲一個(gè)周期內(nèi)的PPM信號(hào)中的高低電平變化，每2ms就是一路PWM信號(hào)的周期。