本文以 586-Engine 嵌入式芯片为核心，设计了某型无人机的飞行控制器，介绍系统的硬件结构和相应的软件流程，并给出仿真实验结果。586-Engine 是 TERN 公司的基于 AMD Elan SC520 处理器的微控制模块，具有高可靠性、结构紧凑以及低功耗等特点，它同时还具有功能强大的调试软件。586-Engine 的主要参数指标如下：

（1）CPU 为 32 位 AMD Elan SC520，主频为 133 MHz；

（2）具有高性能的浮点运算单元，支持正弦、正切、对数等复杂运算，非常适合需要复杂运算的应用；

（3）配置 512 KB 的 SRAM、512 KB 的 Flash、114 字节内部 RAM；

（4）支持 15 个外部中断，共有 7 个定时器，包括一个可编程内部定时器，提供 3 个 16 位内部定时器和 3 个 16 位 GP 定时器，再加上一个软件定时器；这些定时器支持外部事件的计时和计数，软件定时器提供微秒级的硬件时间基准；

图 1　586-Engine 微控制模块

（5）提供 32 路可编程 I/O、2 个 UART，共有 19 路 12 位 A/D 输入（包括 11 路 ADC 串行输入和 8 路并行 ADC，转换频率为 300 kHz）、6 路 D/A 输出（包括 2 个串行输出 DAC 和 4 个输出并行 12 位 DAC，转换频率为 200 kHz）；

（6）工作温度为 −40～80 ℃，尺寸为 91.4 mm×58.4 mm×7.6 mm。

飞行控制器硬件设计

该型无人机是为海军野战部队提供通信中继用途的中型轮式无人机，其飞行控制器是一个单独装箱的小型航空机载电子设备，由 DC/DC 直流电源变换板、计算机主机板、模拟量通道板、开关量通道板和舵机控制板组成，全部模板通过母板上的总线方式连接，以减小尺寸、提高集成度。这里详细介绍飞行控制器的数据采集、信息传输、控制量输出等问题。

串口扩展

该飞行控制器需要与 GPS、磁航向计和无线电高度表等进行通信，共需 5 个串口；而 586-Engine 主板只提供 2 个串口，分别供地面检测和测控电台使用，因此需要进行串口扩展，串口扩展电路如图 2 所示。

图 2　串口扩展电路

串口扩展电路中采用 TL16C754 四通道 UART 并—串转换器件，将 8 位并行数据转换成 4 路串行输出，外加 MAX202 和 MAX489 电平转换芯片，扩展了 2 个 RS-232 串口和 2 个 RS-422 串口，可满足飞行控制器的硬件需求。