飞控系统是无人（rén）机的核心控制（zhì）装置，相当于无人机（jī）的大脑，是否（fǒu）装有飞控系统也是无人（rén）机区别于普通航空模型的重要（yào）标志。
在（zài）经历了早期的遥（yáo）控飞行后，目前（qián）其（qí）导航控（kòng）制方式已经发展为自主飞行和智能飞行。导（dǎo）航方式的改变对飞行控制计算机的精度提出了更高的（de）要（yào）求（qiú）；随（suí）着（zhe）小型（xíng）无人机执行任务复杂程度的增（zēng）加，对飞控计算机运（yùn）算速度的要（yào）求也更高（gāo）；而小型化的要求对飞控计算机的（de）功耗（hào）和（hé）体积也提（tí）出了很高的（de）要求。高（gāo）精度不仅（jǐn）要求计算（suàn）机的（de）控制精度高，而且要（yào）求能够（gòu）运行复杂的（de）控制算（suàn）法，小型化（huà）则（zé）要（yào）求无人机的体积小，机动性好（hǎo），进而要求控制计算机的（de）体积越小（xiǎo）越好。
在众多（duō）处理器（qì）芯（xīn）片中，最适合小（xiǎo）型飞控计算机CPU的芯片当属TI公司的TMS320LF2407，其运（yùn）算速度（dù）以及众（zhòng）多的外（wài）围（wéi）接（jiē）口电路很适合（hé）用来完成对小型（xíng）无人机的实时控制功能（néng）。
它采用哈佛结构、多级（jí）流水线操（cāo）作，对数据和（hé）指令同时进（jìn）行读取，片内自带资源包（bāo）括16路（lù）10位A／D转换（huàn）器且带自动排序功能，保（bǎo）证最多（duō）16路有（yǒu）转换在同一转换期间进行，而不（bú）会（huì）增加CPU的开（kāi）销；40路可单独编（biān）程或复用（yòng）的通（tōng）用输入（rù）／输（shū）出通（tōng）道（dào）；5个外部（bù）中断；集成的串行（háng）通信接口（SCI），可（kě）使其具备与系（xì）统内其他控制（zhì）器进行异步（RS 485）通信（xìn）的能力；16位同步串行外围接口（kǒu）（SPI）能方便地用（yòng）来与其他的外围设备通（tōng）信；还提供看（kàn）门（mén）狗定时器模块（WDT）和CAN通（tōng）信模块。
飞控系统组成模块
飞控系统实时（shí）采集各（gè）传感器测量的飞（fēi）行状态数据、接收无线（xiàn）电测控终（zhōng）端传输（shū）的由地面测控站上行信道送来的控（kòng）制命（mìng）令及数据，经计算处理，输出控制指令（lìng）给执行机构，实现对无人（rén）机中各种飞行模态的（de）控制和对任务设（shè）备的管理与控制；同时将无人机（jī）的（de）状态数据及（jí）发动（dòng）机、机载（zǎi）电源系（xì）统、任务（wù）设备的工作状态参数实（shí）时传（chuán）送给机载无线电数据终端（duān），经无线电下行信道发送回地面测（cè）控站。
模块（kuài）功能（néng）
各个功能（néng）模块组合在一起，构成飞行控制系统的核心，而主控（kòng）制模块是飞控系统核心，它与信号调理（lǐ）模（mó）块（kuài）、接口模块和舵机驱动模块相（xiàng）组合，在只需要修改（gǎi）软件和简单改（gǎi）动外围电路的基础上可以满足一系列小型无人机的飞行控制和飞行管理功能（néng）要求，从而（ér）实现一次开发，多型号使用，降低系统开发成（chéng）本的目的。系统主要（yào）完（wán）成（chéng）如下功能：
（1）完成多路模拟信号的高精度（dù）采集（jí），包括陀（tuó）螺信号、航（háng）向信号（hào）、舵偏角信号、发动机（jī）转速、缸温信号（hào）、动静压传感器信号、电源电压（yā）信（xìn）号等。
由于CPU自（zì）带A／D的精度（dù）和通道数有限，所以使用了另外的数据采集电路，其（qí）片选（xuǎn）和（hé）控制信（xìn）号是通过EPLD中译码电路产（chǎn）生的。
（2）输出开关量信号、模拟信号（hào）和PWM脉冲信号等能适应不（bú）同执行机（jī）构（如方向舵机（jī）、副翼舵机、升降舵机（jī）、气道和风门舵机等）的控制（zhì）要求（qiú）。
（3）利用多个通信信道，分别实（shí）现（xiàn）与机载数据终端、GPS信号、数字量传感器以及相关任务设（shè）备（bèi）的通信。由（yóu）于CPU自身的（de）SCI通道配置的串口不（bú）能满（mǎn）足（zú）系统要求，设（shè）计中使用多串口扩展芯（xīn）片28C94来扩展8个串（chuàn）口。
系统软件设计
该系（xì）统的软件设计分为（wéi）2部分，即逻辑（jí）电路芯片（piàn）EPLD译码电路的（de）程序设计和（hé）飞控系统的应用程序设计。
逻辑电路程序设计（jì）
EPLD 用来构成数字逻辑控制电路，完成译码和（hé）隔离以（yǐ）及为A／D，D／A，28C94提供（gòng）片（piàn）选信号和读／写控制信号的（de）功能（néng）。
该软件（jiàn）的设计采用原理（lǐ）图输入和 VERILOG HDL语言编程的混合设计方式，遵循设计输（shū）入→设计实现（xiàn）→设计校验→器件编程的流程。系统使用了两（liǎng）片ispLSI1048芯片，分别用来实现（xiàn）对 A／D，D／A的控制和对串（chuàn）口扩展芯片28C94的控制，参数来源于翼趣（qù）无人（rén）机网。
系（xì）统（tǒng）应用程序（xù）设（shè）计
由（yóu）于C语言（yán）不但能够编写应用（yòng）程序、系统程序，还能（néng）像汇编语言一样直（zhí）接对计算机硬件进行控制，编写的（de）程序（xù）可（kě）移植性强（qiáng）。由于以DSP为核心（xīn）设计（jì）的（de）系统中涉及到大量对外设端（duān）口的操（cāo）作，以及（jí）考虑后续程（chéng）序（xù）移植的工作，所以飞控系统（tǒng）的应用程序（xù）选（xuǎn）用（yòng）BC 3．1来设（shè）计（jì），分别实现飞行控制和飞行管理功（gōng）能。
软（ruǎn）件按照（zhào）功（gōng）能划（huá）分（fèn）为4个模块：时（shí）间管（guǎn）理（lǐ）模块、数据采集与处理模（mó）块、通信模块、控（kòng）制律解算模块。
通过（guò）时间管（guǎn）理模块在毫（háo）秒级时间内对无人机进行实（shí）时控制；数据采集模块（kuài）采集无人机的飞行状态、姿态参数以及飞行参数、飞（fēi）行状态（tài）及飞行参（cān）数进行遥测编码并通过（guò）串行接（jiē）口传（chuán）送至机载数据终端，通过无线数（shù）据信道发送到地面控制站进行飞行监（jiān）控（kòng）；姿态参数（shù）通过软（ruǎn）件（jiàn）内部接口送控制律解算（suàn）模块（kuài）进（jìn）行解（jiě）算，并（bìng）将结果通过D／A通（tōng）道送机（jī）载伺服系统，控制舵机运行（háng），达到调（diào）整、飞机飞（fēi）行姿（zī）态的目的；通信模块完（wán）成飞控（kòng）计算（suàn）机与其他（tā）机载外设之间的（de）数据（jù）交换功（gōng）能。
利用（yòng）高速DSP控（kòng）制芯（xīn）片在控制律计（jì）算（suàn）和（hé）数据处理方面的优势及其丰富的外（wài）部资（zī）源（yuán），配合大规模可编程逻（luó）辑器件CPLD以及串行接口扩展芯片28C94设计小（xiǎo）型机载飞控计算机，以其为核心设计的小型无人机飞（fēi）控系统具有功能全，体积小，重量轻，功耗低的特点，很好地满足了小型无人机对飞（fēi）控计算机高精度、小型化、低成（chéng）本的要求。该设计已（yǐ）成（chéng）功应用于某验证（zhèng）无人机系统。
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