STM32解析航模遥控器的PPM信号

一、前言

通常遥控器能输出i-BUS、s-BUS、PPM、PWM信号，其中i-BUS、s-BUS需要配套的电平反向器（硬件取反），PWM信号占用引脚较多，对比而言PPM信号使用起来更为方便。
航模遥控器性能强大，深受DIY用户的热爱，考虑到目前针对PPM信号解析的文章较少，本文将对其进行探讨。

二、文章实验器材展示

本人采用【FS-i6X航模遥控器】来完成本实验。
本实验中，遥控器的输出为6通道。

三、使用逻辑分析仪读取的PPM信号

本人将遥控器配置成了6通道的输出模式，以下截图为读取到的一帧数据。

从下面这张大的截图中，我们可以发现规律：在每一帧数据之间会有一段较长的上升沿，这段上升沿的持续时间会波动，持续时间通常在8000微秒左右；紧接着，后面会产生8次上升沿，其中前面的6次分别对应着6个通道的输出，关于最后2个上升沿本人也不太清楚（不影响后续工作）。

上述两张关于PPM信号报文的规律将成为编程的依据。

四、STM32定时器的输入捕获功能

要想实现对PPT信号的采集处理，最重要的就是读取每一次上升沿的持续时间，这里要用到的就是定时器的输入捕获功能。

定时器配置为输入捕获示例程序：

//定时器5通道2输入捕获配置TIM_ICInitTypeDef  TIM5_ICInitStructure;void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);    //使能TIM5时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  //使能GPIOA时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_1;  //PA1 清除之前设置  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA1 输入  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);                      //PA1 下拉//初始化定时器5 TIM5  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;   //预分频器   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位//初始化TIM5输入捕获参数TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //CC1S=01   选择输入端 IC1映射到TI1上TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;   //上升沿捕获TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;    //配置输入分频,不分频 TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0a;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);//中断分组初始化NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;  //TIM3中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  //先占优先级2级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //从优先级0级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器 TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC2,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC2IE捕获中断 TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );  //使能定时器5
}

定时器中断服务函数

u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;  //输入捕获状态
u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL;    //输入捕获值
u16 remote_control_value[9];//定时器5中断服务程序
void TIM5_IRQHandler(void)
{ if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获   {     if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)        {      if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了{if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了{TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;}else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;}     }if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC2) != RESET)//捕获1发生捕获事件{  if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)        //捕获到一个下降沿      {               TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;     //标记成功捕获到一次上升沿TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture2(TIM5);TIM_OC2PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC2P=0 设置为上升沿捕获}else                                 //还未开始,第一次捕获上升沿{TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;         //清空TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;TIM_SetCounter(TIM5,0);TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;       //标记捕获到了上升沿TIM_OC2PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling);      //CC2P=1 设置为下降沿捕获}         }                                              }TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位}

五、PPM信号的解析

主函数的处理过程如下：

int main(void){      delay_init();            //延时函数初始化    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);    //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200);  //串口初始化为115200LED_Init();               //LED端口初始化TIM3_PWM_Init(20000-1,72-1);         //不分频。PWM频率=72000/(899+1)=80KhzTIM5_Cap_Init(0XFFFF,72-1);   //以1Mhz的频率计数 while(1){if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次上升沿{temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F;temp*=65536;//溢出时间总和temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;//得到总的高电平时间printf("HIGH:%d us\r\n",temp);//打印总的高点平时间if(temp > 3000){flag_i = 0;       flag_k = 0;}   if(flag_i == 0){remote_control_value[flag_k] = temp;flag_k = flag_k + 1;if(flag_k == 9){flag_i = 1;actual_ch_value[1] = remote_control_value[5];actual_ch_value[2] = remote_control_value[1];actual_ch_value[3] = remote_control_value[6];actual_ch_value[4] = remote_control_value[2];actual_ch_value[5] = remote_control_value[7];actual_ch_value[6] = remote_control_value[3];             }                       }               TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;//开启下一次捕获}}}

六、实验效果展示

在线调试截图
实物展示

七、疑问

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