# Quadcopter

**Repository Path**: Crabor/Quadcopter

## Basic Information

- **Project Name**: Quadcopter
- **Description**: 电子科技大学信息与软件工程学院综合课程设计课题：基于STM32F401RE的四轴飞行器
- **Primary Language**: C
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 5
- **Forks**: 1
- **Created**: 2021-06-09
- **Last Updated**: 2025-08-07

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Quadcopter

README [English](README_EN.md) | [中文](README.md)

## 项目介绍

[![MIT](https://img.shields.io/github/license/Crabor/Quadcopter.svg)](LICENSE)
![platform](https://img.shields.io/badge/platform-windows%20%7C%20linux-orange.svg)

本项目是电子科技大学信息与软件工程学院综合课程设计课题：基于STM32F4的四轴飞行器。主要内容包括：

* STM32嵌入式开发平台上扩展姿态传感模块，用于确定四轴飞行器的飞行姿态

* 姿态传感器采集数据后，在STM32上完成姿态解算

* STM32上通过PID控制及PWM电机调速，使四轴飞行器能够通过调节四轴的扇叶转速保持平稳的飞行，并不断调整以达到稳定，如图所示

![ ](https://i.loli.net/2019/07/22/5d359b246f42576211.png)

## 硬件要求

| 部件           | 型号                       |
| :----------------: | :----------------------------: |
| 机架           | F450 (螺旋桨螺距为450mm) |
| 无刷电机     | 好盈Skywalker-20A          |
| 马达           | A2212/13T（1000KV）        |
| 螺旋桨        | 乾丰1045                   |
| 电池           | 格氏航模电池（2200mAh 25C） |
| 开发板        | STM32F401RE（最高频84MHz） |
| 加速度计、陀螺仪 | MPU6050（集成在GY-86/MPU-9150） |
| 电子罗盘     | HMC5883L（集成在GY-86） 或者 AK8975（集成在MPU-9150） |
| 遥控器        | RadioLink T4EU-6（6通道） |
| 遥控接收器  | RadioLink R7EH-S（6通道） |
| 蓝牙           | HM-10 * 2                    |
| 扩展板       | Altium Designer软件设计  |

## 软件要求

操作系统：`Windows`或者`Linux`

IDE：`Keil v5`

编译器：`ARM Compiler`（`Keil uVision`内置）或者 `gcc-arm-none-eabi`（`Linux`）

## 工程结构

```txt
├── docs
│   ├── 电压分配.txt
│   ├── 引脚配置.txt
│   └── 九轴数据变化.txt
├── PCB
│   ├── IntLib
│   └── PCB
│       ├── pcb.PcbDoc  //PCB文件
│       ├── PCB_Project.PrjPcb  //AD工程文件
│       └── pcb.SchDoc  //原理图文件
└── Project
    ├── APP  //用户定义
    │   ├── app_cfg.h  //选择编译宏开关、APP_FUNC自定义库开关
    │   ├── includes.h  //头文件引用包含集合，详情见开发说明
    │   ├── main.c  //主程序
    │   ├── os_cfg.h  //ucosii模块功能开关
    │   └── RTE_Components.h  //ST库函数开关
    ├── APP_FUNC  //用户自定义库
    │   ├── delay.c  //硬延时，与OSTimeDly()不同
    │   ├── delay.h
    │   ├── gpio.c
    │   ├── gpio.h
    │   ├── iic.c
    │   ├── iic.h
    │   ├── IMU.c  //姿态解算
    │   ├── IMU.h
    │   ├── led.c
    │   ├── led.h
    │   ├── MPU9150.c  //GY-86、MPU9150
    │   ├── MPU9150.h
    │   ├── nvic.c
    │   ├── nvic.h
    │   ├── pid.c  //PID算法
    │   ├── pid.h
    │   ├── pwm.c
    │   ├── pwm.h
    │   ├── pwm_led.c
    │   ├── pwm_led.h
    │   ├── tim_led.c
    │   ├── tim_led.h
    │   ├── usart.c
    │   └── usart.h
    ├── BSP_SELF  //硬件相关，需自己改动
    │   ├── BSP.c  //外设初始化（包含系统时钟中断）
    │   ├── BSP.h
    │   ├── startup_stm32f401xx.s  //启动文件，修改PendSV中断
    │   ├── stm32f4xx_it.c  //中断函数
    │   ├── stm32f4xx_it.h
    │   ├── system_stm32f4xx.c  //系统时钟配置
    │   └── system_stm32f4xx.h
    ├── BSP_SYS  //硬件相关，无需改动
    │   ├── core_cm4.h
    │   ├── core_cm4_simd.h
    │   ├── core_cmFunc.h
    │   ├── core_cmInstr.h
    │   ├── stm32f4xx_conf.h
    │   ├── stm32f4xx.h
    │   ├── system_stm32f4xx.c
    │   └── system_stm32f4xx.h
    ├── CLIB  //C语言库
    ├── STLIB  //ST标准库
    ├── UCOS_PORT  //ucosii硬件相关
    │   ├── os_cpu_a.s
    │   ├── os_cpu_c.c
    │   ├── os_cpu.h
    │   └── os_dbg.c
    └── UCOS_SOURCE  //ucosii模块
        ├── os_core.c
        ├── os_core.h
        ├── os_flag.c
        ├── os_mbox.c
        ├── os_mem.c
        ├── os_mutex.c
        ├── os_q.c
        ├── os_sem.c
        ├── os_task.c
        ├── os_time.c
        ├── os_tmr.c
        ├── ucos_ii.c
        └── ucos_ii.h
```

## 开发说明

头文件包含关系：

```txt
includes.h
├── BSP.h
├── core_cm4.h
├── stm32f4xx.h
│   └── stm32f4xx_conf.h
│       └── RTE_Components.h  //标准库文件开关
│           ├── stm32f4xx_gpio.h
│           ├── ......
│           └── stm32f4xx_rcc.h
└── ucosii.h
    ├── app_cfg.h  //用户自定义库文件开关
    │   ├── gpio.h
    │   ├── ......
    │   └── pid.h
    └── os_cfg.h
```

需要注意的是，stm32f4xx.h文件中有这样一段代码：

```c
#ifdef USE_STDPERIPH_DRIVER
    #includes "stm32f4xx_conf.h"
#endif
```

也就是说必须要定义**USE_STDPERIPH_DRIVER**这个宏才会包含**stm32f4xx_conf.h**文件。

用户如果需要向**APP_FUNC**文件夹中添加自己写的文件，那么头文件和C文件统一格式如下并在**app_cfg.h**中打开相应开关：

```c
//xx.h
#ifndef XX_H
#define XX_H
#includes "includes.h"
//#includes "math.h"  
//C语言库函数需要单独包含，如果需要用到的话

......

#endif
```

```c
//xx.c
#includes "xx.h"

......
```

## 快速开始

* `Windows`（已安装`Keil uVision`）

  1. 打开`Project/exp4.uvprojx`

  1. 点击`Build`按钮

  1. 点击`Download`按钮烧录

* `Linux`（已安装`gcc-arm-none-eabi`、`st-flash`）（**暂未实现**）

  1. 输入命令`make`生成`hex`文件

  1. 输入命令`make burn`进行烧录

## 鸣谢

廖勇老师、[施荣圳师兄](https://github.com/AlronSze)

## 联系

[![jianshu](https://img.shields.io/badge/-Black__Mirror-white.svg?style=social&logo=data:image/png;base64,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)](https://www.jianshu.com/u/68e65b750b62)
![QQ](https://img.shields.io/badge/-564102478-white.svg?style=social&logo=data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAA4AAAAOCAYAAAAfSC3RAAABF0lEQVQ4T42SQU7CQBSG/99CMl3JDWwj7OEE1hu4dVGDJzCcgHoDbkBsQ1zqDRhPoPs2KUdgZ40ZnpnGYikCneWb+f7/vX8e0TjdRT7sbMwUggBETwQrALowzgT3/rp6zjpXQsYsLdAUhGAtXWdU3PpWCDugSrIVgYs96LcgwFMR9sc7oErSgODyEFTVP8N+abZ1VEkaEZyeAgVyXYQD/QfGqSZ51QJ8LMJBVIJHQ2koVXMS87znOib/N8kD9tJxfLpJNgPwcKrF+r11pYpTDXJI4LwtLCJvpaMBtAO8tAE3wskZxaulmo1JzI/BewugnnOP3+a9TUDW8evucrZ1dOPsVYigmtWqQ2A/+gYUT0APIh8gIrsAP1/XbEGbe63NAAAAAElFTkSuQmCC)
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[![twitter](https://img.shields.io/twitter/follow/Arya_PPGYR.svg?label=Follow&style=social)](https://twitter.com/Arya_PPGYR)

## 关于

我学习四轴的一些重要知识、疑难解答等记录过程都放在了[Wiki](https://github.com/Crabor/Quadcopter/wiki)上！欢迎查看！

## 实验总结报告

链接：[https://pan.baidu.com/s/1mlYsZHq7C65B-kLWfse6bw](https://pan.baidu.com/s/1mlYsZHq7C65B-kLWfse6bw) 提取码：45un