Pixhawk源码笔记-04.学习RC Input and Output

Pixhawk源码笔记-04.学习RC Input and Output

说明：

• 本教程将对APM RC Input Output接口进行讲解

第五部分 学习RC Input and Output

• 参考：http://dev.ardupilot.com/wiki/learning-ardupilot-rc-input-output/

• RC Input，也就是遥控输入，用于控制飞行方向、改变飞行模式、控制摄像头等外围装置

• ArduPilot支持集中不同RC input（取决于具体的硬件飞控板）：、
  1. PPMSum – on PX4, Pixhawk, Linux and APM2
  2. SBUS – on PX4, Pixhawk and Linux
  3. Spektrum/DSM – on PX4, Pixhawk and Linux
  4. PWM – on APM1 and APM2
  5. RC Override (MAVLink) – all boards

• 其中SBUS and Spektrum/DSM是串行协议，SBUS为100kbps反UART协议，Spektrum/DSM为115200bps UART协议

• 对于PX4，这些协议是通过硬件UARTs实现的，而有些Linux系统是通过软件UARTs实现的。（原文：Some boards implement these using hardware UARTs (such as on PX4) and some implement them as bit-banged software UARTs (on Linux).）

• RC Output，是指飞控接受到RC输入后，再将其处理后，输出到伺服和电机（电调）上

• RC Output默认50Hz PWM信号

• 对于ArduCopter多轴飞行器和直升机，输出频率为400Hz

1. RCInput对象（AP_HAL）

• RCInput 对象声明：

 AP_HAL::RCInput* rcin;

• 相关例程： libraries/AP_HAL/examples/RCInput/RCInput.pde ，试着动动遥控器手柄，看看输出是否符合预期

2. RCOutput对象（AP_HAL）

• RCOutput对象声明：

   AP_HAL::RCOutput* rcout;

• 不同的飞控，代码实现有所不同，可能包含了片上定时器、I2C、经由协处理器(PX4IO)输出等程序。

• 相关例程： libraries/AP_HAL/examples/RCOutput/RCOutput.pde 这段程序从1通道到14通道，控制电机从最小转速到最大转速逐级变化

3. RC_Channel对象

• hal.rcin和hal.rcout对象，为低层次调用

• 最常用的是使用更高级封装的RC_Channel 对象来实现RC input 和 output

• 它允许用户对参数进行配置，例如每个通道min/max/trim值，同时支持辅助AUX通道函数，还可对input output进行比例缩放处理等

• 相关例程： libraries/RC_Channel/examples/RC_Channel/RC_Channel.pde例程教你如何setup、read、copy input to output

4. RC_Channel奇怪的input/output 设置

• 看代码时，有些地方程序会让你感到奇怪，有一些是由于程序代码的不完善产生的，有一些则不是

• 例如，很多变量作用在input和output上：

radio_out = (pwm_out * _reverse) + radio_trim;

• 上述代码中的radio_trim，是一个trim叠加，用来修正遥控器的值

• 又例如，对于固定翼飞行器，roll（横滚）输入，成为了steer（转向 yaw）

• 对于ArduCopter中的多轴飞行器，在处于Drift模式（漂移模式）时，我们看到，pitch用于前飞，roll用于转向（而不是传统yaw用于转向）

• 以后，APM团队会将其纠正过来，将这两个概念分开。大家知道这么回事就OK了

5. RC_Channel_aux 对象

• 另一个非常重要的类：RC_Channel_aux class，它是RC_Channel的子类且有很多特点可供用户使用

• 这个会有一点比较难以理解，举个例子：

• 用户想要使用通道6(Channel 6)对航拍设备的横向稳定进行控制，那么他可以将FUNCTION设置为21，枚举变量类型为” k_rudder”（偏航，偏转，转向的意思），如下：

      AP_GROUPINFO("FUNCTION", 1, RC_Channel_aux, function, 21),

      AP_GROUPEND

• 如果程序中调用此代码，RC_Channel_aux::set_servo_out(RC_Channel_aux::k_rudder, 4500);，那么所有FUNCTION设为21(k_rudder)的通道(channel)都将输出满偏(4500就是满偏最大值)

  在相应的update_aux_servo_function()代码中，

       case RC_Channel_aux::k_rudder:
  
              _aux_channels[i]->set_angle(4500);// 设置最大角度。
  
              break;
  

• 注意这是一对多的设置。就我的理解，其实也就是我们常说的混控输出。比如在辅助通道6中，我们可以将其他通道设置为使用function = 21。那么其他使用了21的通道，将会被通道6混控。（这个很复杂，我也没太明白，对这个有更好理解的，请一定告诉我，相互学习：30175224@qq.com。当然如果日后我能有更好的理解，我会更新本博客。）

• 下图，RC_Channel共4个通道，RC_Channel_aux共10个通道。

第一组：1、2、3、4、5、6、7、8、10、11（共10通道）

第二组：9、12

第三组：13、14

• FUNCTION参数如下：

// FUNCTION 为1-27，function参数。

typedef enum

{

k_none = 0, ///< disabled

k_manual = 1, ///< manual, just pass-thru the RC in signal

k_flap = 2, ///< flap

k_flap_auto = 3, ///< flap automated

k_aileron = 4, ///< aileron

k_unused1 = 5, ///< unused function

k_mount_pan = 6, ///< mount yaw (pan)

k_mount_tilt = 7, ///< mount pitch (tilt)

k_mount_roll = 8, ///< mount roll

k_mount_open = 9, ///< mount open (deploy) / close (retract)

k_cam_trigger = 10, ///< camera trigger

k_egg_drop = 11, ///< egg drop

k_mount2_pan = 12, ///< mount2 yaw (pan)

k_mount2_tilt = 13, ///< mount2 pitch (tilt)

k_mount2_roll = 14, ///< mount2 roll

k_mount2_open = 15, ///< mount2 open (deploy) / close (retract)

k_dspoiler1 = 16, ///< differential spoiler 1 (left wing)

k_dspoiler2 = 17, ///< differential spoiler 2 (right wing)

k_aileron_with_input = 18, ///< aileron, with rc input

k_elevator = 19, ///< elevator

k_elevator_with_input = 20, ///< elevator, with rc input

k_rudder = 21, ///< secondary rudder channel

k_sprayer_pump = 22, ///< crop sprayer pump channel

k_sprayer_spinner = 23, ///< crop sprayer spinner channel

k_flaperon1 = 24, ///< flaperon, left wing

k_flaperon2 = 25, ///< flaperon, right wing

k_steering = 26, ///< ground steering, used to separate from rudder

k_parachute_release = 27, ///< parachute release

k_epm = 28, ///< epm gripper

k_nr_aux_servo_functions ///< This must be the last enum value (only add new values _before_ this one)

} Aux_servo_function_t;

AP_Int8 function; ///< see Aux_servo_function_t enum