开源双 MCU 无人机飞控

该项目对标 Pixhawk 系列工业飞控双 MCU 方案(飞控芯 + IO 芯),区别于市面单主控 Betaflight 飞控,采用传感器前置预处理架构,是嵌入式无人机方向典型练手项目,源码、原理图、PCB 工程全部开源可下载学习。

开源双 MCU 无人机飞控封面
oshw_hqzl2026-06-04 15:59:36MIT License
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PCBA

设计文件

hardware.zip5.42MB(2次下载)

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详细介绍

一、项目基础信息

该项目是开发者 Hitesh Bhoyar 发布在 GitHub 的开源双 MCU 无人机飞控工程,采用 MIT 开源协议,仅做仿真设计、未量产打板,属于嵌入式求职作品集项目,用于演示硬件 + 固件协同开发全流程,面向多旋翼无人机、固定翼、航模火箭使用。

  • 尺寸:100mm × 76mm,4 层板,Altium Designer 绘制原理图与 PCB

  • 开发工具:Altium Designer(硬件)+ STM32CubeIDE/STM32CubeMX(固件)+ Git 版本管理

二、硬件架构:双 STM32H753 主控分离式设计

整体分为主处理器子系统 + 协处理器子系统,两颗 STM32H753VI(Cortex-M7@400MHz,2MB Flash+1MB RAM)分工解耦,通过 UART+8 路 GPIO 互联,实现传感器预处理与飞控解算任务分离。

1. 主处理器(飞行控制核心)

器件

规格与用途

主控

STM32H753VI,负责航线任务、PID 控制、电调输出、数传通信

存储

4GB NAND Flash(飞行日志存储)+ M95M04 512KB EEPROM(参数保存)

外设

16 路 PWM 输出(驱动 ESC 电调)、USB OTG、多路 UART、LDO3.3V 电源

2. 协处理器(传感器采集核心)

专门负责全量 IMU、气压计、磁力计、GPS 原始数据采集与预处理,减轻主控算力负担:

  • 惯性单元:BMI088(6 轴陀螺 + 加速度)、ICM-42688-P/ICM-45686 高低功耗双 IMU 冗余

  • 环境传感:MS5611/ICP10100 气压计、MMC5983 三轴磁力计

  • 定位:NEO-M9N 多星座 GPS(GPS+GLONASS),UART 外接

3. 双芯互联

  • 高速链路:UART 做大批量结构化数据交互

  • 辅助链路:8 路双向 GPIO,用于握手、中断、同步、冗余校验

三、固件开发状态(基于 STM32CubeIDE 分层模块化开发)

✅ 已完成模块

  1. 全板传感器驱动:IMU、气压计、磁力计硬件初始化与读取

  2. GPS 协议:NEO-M9N UART 协议全功能解析

  3. 遥控协议:SBUS、CRSF(黑羊十字交叉数传)、IBUS 接收机协议

  4. PWM 输出:OneShot125、MultiShot、DSHOT (150/300/600/1200) 主流电调协议

  5. EEPROM 参数读写、SPI 底层硬件抽象

⏳ 开发中模块

  • 地面站 GCS 数传:UART/USB 对接地面控制台通信

  • 姿态 PID 闭环:俯仰 / 横滚 / 偏航稳定与导航环路

  • MAVLink 指令解析:地面站自定义指令接收执行

四、项目开发目的

  1. 工程学习:落地 Altium 全流程 PCB 设计、嵌入式软硬件协同开发

  2. 求职作品集:完整复刻商用飞控(如 Pixhawk6 同款 H7 双主控架构)设计逻辑,对标工业级无人机飞控开发标准

  3. 方案验证:验证双芯分离架构对飞控稳定性、算力分配的优化效果

五、拓展补充

该项目对标 Pixhawk 系列工业飞控双 MCU 方案(飞控芯 + IO 芯),区别于市面单主控 Betaflight 飞控,采用传感器前置预处理架构,是嵌入式无人机方向典型练手项目,源码、原理图、PCB 工程全部开源可下载学习。

六、License

MIT license

七、项目地址

https://github.com/hiteshbhoyar03/flight-controller-v2