Arduino无人机源代码如何获取与使用？

我将为你提供一个基于Arduino的六旋翼无人机的完整、结构清晰、注释详尽的源代码框架，并详细解释其工作原理、硬件连接以及如何根据你的硬件进行修改。

核心概念

一个基本的无人机飞控系统主要包含以下几个部分：

1. 传感器数据融合：从陀螺仪、加速度计、磁力计等传感器获取数据，通过Mahony或Madgwick等算法融合，计算出无人机当前的姿态（横滚角、俯仰角、偏航角）。
2. PID控制器：这是无人机的“大脑”，它将期望姿态（来自遥控器）与当前姿态（来自传感器融合）进行比较，计算出误差，然后通过比例、积分、微分三个环节来输出控制信号,使无人机稳定。
3. 电机混合：将PID控制器的输出（横滚、俯仰、偏航、油门）转换成6个电机的转速指令。
4. 遥控器信号接收：读取遥控器的PWM信号，获取油门、姿态、方向等通道的值。

硬件清单

在写代码之前,你需要准备好以下硬件：

• 主控板：Arduino Mega 2560 或 Arduino Due（内存较大，适合运行复杂的滤波算法），UNO也可以,但可能会紧张。
• 传感器：MPU-6050（集成了3轴陀螺仪和3轴加速度计）或更高级的BNO055（9轴，自带姿态解算）。
• 遥控器和接收器：任何支持PWM信号的遥控器和接收器（如FlySky, FrSky等）。
• 电调：6个电子调速器，必须支持Arduino的Servo库（即50Hz的PWM信号）。
• 电机：6个无刷电机。
• 电源：锂电池（如3S 11.1V或4S 14.8V），需要一个BEC（电池 eliminator circuit）或UBEC为Arduino和传感器提供5V电源。注意：不要直接用锂电池给Arduino供电！

Arduino 代码 (完整框架)

这个代码包含了所有核心功能，请仔细阅读注释,并根据你的硬件进行修改。

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// Arduino 六旋翼无人机飞控源代码
// 作者: AI Assistant
// 日期: 2025-10-27
// 描述: 这是一个基础框架，需要根据具体硬件进行修改和调试。
//       包含传感器数据融合、PID控制、电机混合和遥控器信号读取。
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#include <Wire.h>
#include <Servo.h>       // 用于控制电调
#include <I2Cdev.h>      // MPU6050库
#include <MPU6050.h>     // MPU6050库
#include <Mahony.h>      // 姿态解算库 (比Madgwick计算量小，实时性好)
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// 全局变量和对象定义
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// --- 电机和电调定义 ---
// 根据你的电机连接顺序修改引脚号
#define MOTOR_1_PIN  4  // 后左
#define MOTOR_2_PIN  5  // 后右
#define MOTOR_3_PIN  6  // 前右
#define MOTOR_4_PIN  7  // 前左
#define MOTOR_5_PIN  8  // 中右
#define MOTOR_6_PIN  9  // 中左
Servo motor1, motor2, motor3, motor4, motor5, motor6;
// --- 传感器定义 ---
MPU6050 mpu;
Mahony mahony_filter; // Mahony姿态滤波器对象
// --- 姿态角度变量 (弧度) ---
float roll, pitch, yaw;
// --- 遥控器通道定义 ---
// 根据你的接收器通道连接修改引脚号
#define ROLL_CHANNEL_PIN    22
#define PITCH_CHANNEL_PIN   24
#define YAW_CHANNEL_PIN     26
#define THROTTLE_CHANNEL_PIN 28
#define AUX1_CHANNEL_PIN    30
#define AUX2_CHANNEL_PIN    32
// 遥控器PWM值范围 (通常为1000-2000)
#define PWM_MIN 1000
#define PWM_MAX 2000
#define PWM_MID 1500
// --- PID控制器参数 (需要根据你的无人机进行整定!) ---
// 横滚角PID
float Kp_roll = 1.0;  // 比例系数，越大响应越快，但超调越大
float Ki_roll = 0.01; // 积分系数，消除静差，但过大会导致震荡
float Kd_roll = 0.1;  // 微分系数，抑制震荡，提高稳定性
// 俯仰角PID
float Kp_pitch = 1.0;
float Ki_pitch = 0.01;
float Kd_pitch = 0.1;
// 偏航角PID
float Kp_yaw = 2.0;
float Ki_yaw = 0.01;
float Kd_yaw = 0.1;
// --- PID变量 ---
float roll_error, last_roll_error, roll_integral, roll_derivative;
float pitch_error, last_pitch_error, pitch_integral, pitch_derivative;
float yaw_error, last_yaw_error, yaw_integral, yaw_derivative;
// --- 电机混合后的输出 ---
float motor_output[6];
// --- 定时器变量 ---
unsigned long last_time;
unsigned long current_time;
float dt; // 时间差（秒）
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// 函数声明
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void setup_sensors();
void setup_remote();
void setup_motors();
void read_remote_values();
void update_sensor_fusion();
void calculate_pid();
void motor_mixing();
void write_to_motors();
void print_debug_info();
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// SETUP - 初始化
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void setup() {
  Serial.begin(115200); // 启动串口，用于调试
  Serial.println("Hexacoptor FC Initializing...");
  setup_motors();      // 初始化电机
  setup_sensors();     // 初始化传感器
  setup_remote();      // 初始化遥控器
  // 设置Mahony滤波器参数 (Kp是滤波器增益，范围0-1，通常0.3-0.8)
  mahony_filter.begin(0.5); 
  last_time = micros(); // 记录初始时间
  Serial.println("Initialization Complete!");
}
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// LOOP - 主循环
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void loop() {
  current_time = micros();
  dt = (current_time - last_time) / 1000000.0; // 转换为秒
  last_time = current_time;
  // --- 核心控制循环 ---
  read_remote_values();      // 1. 读取遥控器信号
  update_sensor_fusion();    // 2. 更新姿态
  calculate_pid();           // 3. 计算PID输出
  motor_mixing();            // 4. 电机混合
  write_to_motors();         // 5. 写入电机
  // 调试信息 (每秒打印一次)
  static unsigned long last_debug_time = 0;
  if (current_time - last_debug_time > 100000) {
    print_debug_info();
    last_debug_time = current_time;
  }
}
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// 函数实现
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// 初始化传感器
void setup_sensors() {
  Wire.begin();
  mpu.initialize();
  if (!mpu.testConnection()) {
    Serial.println("MPU6050 connection failed!");
    while (1); // 如果连接失败，停止程序
  }
  mpu.setDLPFMode(MPU6050_DLPF_BW_42); // 设置数字低通滤波器
  mpu.setRate(10); // 设置采样率 (约100Hz)
  Serial.println("MPU6050 Initialized.");
}
// 初始化遥控器引脚
void setup_remote() {
  pinMode(ROLL_CHANNEL_PIN, INPUT);
  pinMode(PITCH_CHANNEL_PIN, INPUT);
  pinMode(YAW_CHANNEL_PIN, INPUT);
  pinMode(THROTTLE_CHANNEL_PIN, INPUT);
  pinMode(AUX1_CHANNEL_PIN, INPUT);
  pinMode(AUX2_CHANNEL_PIN, INPUT);
  Serial.println("Remote Receiver Initialized.");
}
// 初始化电机
void setup_motors() {
  motor1.attach(MOTOR_1_PIN);
  motor2.attach(MOTOR_2_PIN);
  motor3.attach(MOTOR_3_PIN);
  motor4.attach(MOTOR_4_PIN);
  motor5.attach(MOTOR_5_PIN);
  motor6.attach(MOTOR_6_PIN);
  // 安全启动：先设置所有电机为最小油门
  motor1.writeMicroseconds(PWM_MIN);
  motor2.writeMicroseconds(PWM_MIN);
  motor3.writeMicroseconds(PWM_MIN);
  motor4.writeMicroseconds(PWM_MIN);
  motor5.writeMicroseconds(PWM_MIN);
  motor6.write

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