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标题: FOT带你认识PWM/PPM/SBUS/DSM2 [打印本页]
作者: MrAT 时间: 2017-4-17 08:48
标题: FOT带你认识PWM/PPM/SBUS/DSM2
本帖最后由 MrAT 于 2017-4-17 09:07 编辑
相信这个问题是每个模友在新入航模坑时都会遇到的问题，也仍然在困扰着不少新手。这里简单对比解释一下，希望对新手有帮助。
PWM, PPM（也叫CPPM，基本上可以理解为两者是同一个东西）, S.BUS,DSM2都是接收机与其他设备通信的协议。请注意这里不要和遥控器和接收机之间的协议混淆。遥控器和接收机之间会采用某种协议来互相沟通，这些协议往往各个厂牌各自有一套且互不兼容。但接收机输出的信号是有通行标准的，我们这里讨论的就是接收机输出的信号。
PWM
PWM ，Pulse Width Modulation的缩写，英文意思是脉宽调制，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。如下图所示：
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的优点很明显
由于传输过程全部使用满电压传输，非0即1，很像数字信号， 所以他拥有了数字信号的抗干扰能力。
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非常简单，现在的数字电路则使用计 数的方法产生和采集PWM信号。
信号值与电压无关，这在电压不恒定的条件下非常有用，比如电 池电压会随消耗而降低，DCDC都会存在纹波等等，这些因素不会干扰信号的传输。
PWM因为处理简单，在航模圈至今仍然广泛用以驱动舵机和固定翼飞机的电调等。其相对于PPM等协议最大的不同在于，它每条物理连线里只传输1路信号。换句话说，需要传输几个通道，就需要几组物理连线。
PPM（CPPM）
全称是Pulse Position Modulation。
因为PWM每路只能传输一路信号，在分别直接驱动不同设备的时候（比如固定翼，每路各自驱动不同的舵机和电调）这没有任何问题。但在一些场合，我们并不需要直接驱动设备，而是需要先集中获取接收机的多个通道的值，再做其他用途时，比如将两个遥控器之间连接起来的教练模式，比如遥控器接电脑玩模拟器，当然还有我们玩多轴，要将接收机的信号传输给飞控时，每个通道一组物理连线的方式就显得非常的繁琐和没有必要。这时候PPM就是救星了。
航模使用的PWM信号，高电平的持续时间在整个时间轴上所占的空间其实是很小的（假设高电平是信号），绝大部分的时间都是空白的。PPM简单的将多个通道的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。下图中的第一行。
因为每一帧信号的尾部必须加入一个足够长的空白（显著超过一个正常PWM信号的宽度）来分隔前后两个信号，每一帧能传输的信号通道最多只能到8个。这在大部分的场合已经足够了，比如刚才说的教练模式/模拟器/多轴等。且PPM是一个通行标准，绝大多数厂牌的遥控/接收都是支持的。
S.BUS（S-BUS/SBUS）
全称是Serial Bus。
S.BUS是一个串行通信协议，最早由日本厂商FUTABA（扶他爸~）引入，随后FrSky的很多接收机也开始支持，S.BUS是全数字化接口总线，数字化是指的该协议使用现有数字通信接口作为通信的硬件协议，使用专用的软件协议，这使得该设备非常适合在单片机系统中使用，也就是说适合与飞控连接。这也就是我为什么要将这个协议详细叙述的原因。总线是指他可以连接多个设备，这些设备通过一个Hub与这个总线相连，得到各自的控制信息。
S.bus使用RS232C串口的硬件协议作为自己的硬件运行基础。 使用TTL电平，即3.3V。 使用负逻辑，即低电平为“1”，高电平为“0”。 波特率：100000（100k），注意：不兼容波特率115200。
DSM2（DSMX）
DSM是Digital Spread Spectrum Modulation的缩写
DMS协议一共有三代： DSM、DSM2、DSMX。国内最常见的是DSM2，JR和Spectrum 的遥控器都支持。该协议也是一种串行协议，但是比S.BUS更加通用，使用的标准串口定义，所以市面上兼容接收机更加便宜，兼容的设备也更多，比如电直的三轴陀螺VBar就可以直接接受DSM2信号。
但是该协议并不是一种总线化的协议，要靠接收机取把协议变为PWM来驱动舵机，DSM2接口也只能连接接收机和卫星接收机，不过对于飞控来说这个无所谓，反正也是一个接口连接到飞控就可以了。
DSMX是DSM2的升级版，协议基本一样就是速率加快了。DSMX协议可以用于双向传输，即能够将飞机上的信息传回遥控器上在液晶屏显示，不过对于玩儿飞控这个功能不重要，有了电台和PC，这个意义不大。
那么到底该用什么呢？
★.如果你是固定翼玩家，也无意在固定翼飞机上加飞控，那么其实这个问题对你来说不是问题：PWM。
★.如果你需要配置无线教练机或者无线模拟器，那么一个支持PPM输出的接收机可以省去一团乱麻的连线。如果普通休闲玩多轴，无论是航拍还是穿越，PPM也足够胜任。
★.如果你开始追求极限的穿越机表现，那也许你会开始能感受到S.BUS的低延迟带来的优势。或者你涉足功能丰富的正经航拍机，除了控制飞机，还要控制云台等等一系列其他附加设备时，S.BUS的多通道会给你带来很大便利。然而你需要寻找支持S.BUS的遥控接收组合，这也许意味着额外的投入。
以上是我个人通过网上学习整理的，给大家一个参考。还有很多协议在国内普及度不是很高，这里就不一一阐述了，希望对大家初步认识有所帮助。
作者: yhzyhzyhzapple 时间: 2017-4-17 09:24
pwm的占空比标的不对啊……
DSMX的物理层是标准的串口
作者: MrAT 时间: 2017-4-17 09:47
请教占空比该如何标
DSMX是串口没错
作者: 余勇 时间: 2017-4-17 10:44
路过，学习来的
作者: wolfwyf 时间: 2017-4-17 10:55
顶一个 多看多学
作者: MrAT 时间: 2017-4-17 11:46
你们想知道关于哪类知识可以留言，我们可以针对性发帖讲解，
作者: hunter_amp 时间: 2017-4-17 14:43
占楼留言，方便以后看
作者: mealie 时间: 2017-5-1 17:23
图中标了“占空比”的地方其实是“脉冲宽度”。
作者: yangxianyu 时间: 2017-5-2 08:52
顶一个 多看多学
作者: MrAT 时间: 2017-5-2 09:25
本帖最后由 MrAT 于 2017-5-2 09:26 编辑
好吧，配图只是让不太明白的人容易看懂！给大家带来困扰实在抱歉！
———— ———— 1
| | | |
| Ton | Toff | |0
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——— ———— 1
| | | |
| Ton | Toff | |0
—— ————— ————
| 一周期 |
开始和结束即为一个脉冲宽度。
占空比=Ton/Ton+Toff
这样阐述是否有问题？谢谢指正。
作者: Bright1 时间: 2017-5-10 16:25
非常好的总结，谢谢楼主分享！
作者: yeep 时间: 2017-8-24 14:44
请问楼主，知不知道十年前的四通小电直的接收一般会是ppm还是pwm呢？我换了个dsm2的接收和用d10，发现电调、舵机都有信号，唯独原配的陀螺仪（pg03）没有响应，会不会是陀螺只能接收ppm信号，而现在的dsm2接收输出的是pwm信号导致问题呢？
作者: 四川小小鸟 时间: 2017-10-17 13:18
学习了666
作者: 洋气灬 时间: 2017-10-20 09:26
作者: 云飞扬兮 时间: 2017-11-8 08:44
学习学习了
作者: 空军1号 时间: 2017-11-25 22:49
留下脚印
作者: 齐鲁灵通 时间: 2017-12-14 00:19
有点对上号了，还是理解不了。
作者: 飞舞的年糕 时间: 2018-1-23 09:01
学习学习了
作者: 龙腾四海1113 时间: 2018-5-3 10:27
天地飞的4-9通接收机PCMS的给普及以下成吗?
作者: Yliangding 时间: 2018-5-11 11:59
学习了.对信号处理的知识需要加强呀.
作者: aigz 时间: 2018-5-17 15:43
路过学习
作者: glock 时间: 2018-6-7 18:51
路过!
作者: 爱折腾的年轻人 时间: 2018-7-25 14:12
讲的太好啦，学习了！赞~
作者: fengjlong 时间: 2018-12-8 20:51
学习了，谢谢啦！！！
作者: 我和你一样 时间: 2019-10-13 13:02
谢谢
作者: 孤独的F12 时间: 2019-11-22 09:25
帖子牛逼
作者: hecheng0503 时间: 2020-2-26 19:58
不错，收藏了
作者: Lykan 时间: 2020-2-29 09:11
非常感谢分享
作者: 太阳底下水上漂 时间: 2021-1-16 15:12
学习力，感谢
作者: 爱笑的楚门 时间: 2021-1-25 10:45
感谢分享，学习了
作者: 2762284470 时间: 2021-3-11 19:59
顶
作者: wonly3 时间: 2023-2-14 09:59
简单易懂，谢谢楼主！
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