1. 研究目的与意义
（1）研究背景
无人机从雏形诞生至今已经走过了一个多世纪的发展历程，起初无人机技术源于军事需求，但近年来随着科技的发展与创新以及人们生活水平的提高，民用无人机发展迅猛并且已经开始走进了我们的日常生活，在娱乐、环保、农业、交通、摄影等领域大展身手，然而无人机所涉及的领域还在不停的扩展。因此，对于无人机研究的脚步才刚刚开始。以往，无人机常用的接收机通信控制信号有pwm、ppm等。pwm又称脉宽调制，在航模中主要用于舵机的控制。这是一种古老而通用的工业信号，是一种最常见的控制信号。该信号主要原理是通过周期性跳变的高低电平组成方波，来进行连续数据的输出。而航模常用的pwm信号，其实只使用了它的一部分功能，就是只用到高电平的宽度来进行信号的通信，而固定了周期，并且忽略了占空比参数。pwm由于传输过程全部使用满电压传输，非0即1，这看起来很像数字信号， 所以他拥有了数字信号的抗干扰能力，并且脉宽的调节是连续的，使得它能够传输模拟信号。pwm信号的发生和采集都比较简单但缺陷也非常明显，比如一个舵机就需要一个控制单元，因而需要多通道信号时控制线路就比较复杂了。ppm即脉冲位置调制，又称脉位调制。它是将pwm多通道的信号数值一个接一个合并进一个通道，用2个高电平之间的宽度来表示一个通道的值，简单的来说就是在一个周期（20ms）内传输多个不同的pwm信号，在每个周期之间有一个间隔时间来分离。它改善了pwm的多通道线路复杂问题，但是也局限了信号传输的通道数量，ppm最多能够传输8个通道信号，对于一般的无人机来说通道数量足够了，但是对于需要多通道控制信号来实现更多功能的无人机来说通道数量是远远不够的。
（2）目的及意义
2. 研究内容和预期目标
本课题主要研究的是无人机通信系统方案设计，主要包括无人机通信接收机硬件的设计、无人机通信接收机软件设计两个部分。
其中硬件设计包括芯片的选型、器件的选型，schematic design 线路设计，pcb板的布局布线以及上电检测。
软件设计包括mcu模块程序设计和fpga硬件描述语言程序设计两个部分。mcu模块程序设计又包括各芯片初始化模块程序设计、对频模块程序设计、数据接收模块程序设计、crc16校验模块程序设计、通信协议解析转换模块程序设计等。
3. 研究的方法与步骤
本课题主要采用的研究方法是使用cadence公司的orcad capture cis和allegro pcb design xl这两个软件进行电路设计以及pcb器件布局布线，然后别利用c及 verilog hdl编写mcu驱动程序和fpga硬件描述语言，最后烧入硬件并进行调试，步骤如下：
前期准备工作：无人机系统学习了解，相关设计软件学习，相关芯片原理及相关驱动电路的理论学习，verilog 硬件描述语言学习、s.bus、spi等通信协议学习。
无人机通信系统方案设计：
4. 参考文献
[1] 严国萍，龙占超.通信电子线路.2版.北京：科学出版社，2015.1；
[2] 王金明.数字系统设计与verilog hdl.2版.北京：电子工业出版社，2005.9；
[3] 樊昌信，曹丽娜.通信原理.第6版.北京：国防工业出版社，2017；
5. 计划与进度安排
1）2022年3月1日至2022年3月31日：理解毕业设计任务、查阅资料、学习相关基础理论、确定设计方案、撰写开题报告。
2）2022年4月1日至2022年4月8日：学习相关理论知识、通信系统硬件设计。
3）2022年4月9日至2022年5月1日：学习相关理论知识、通信系统软件设计。
