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圖中第一個(gè)波形為PPM信號(hào)，第二個(gè)波形為一通道的PWM，它對(duì)應(yīng)到PPM信號(hào)的“K1”，第三個(gè)波形為二通道的PWM，它對(duì)應(yīng)到PPM信號(hào)的“K2”，依次類推，“K8”對(duì)應(yīng)到第八通道的PWM。K1的前面及K8后面還有一個(gè)比較“寬”的脈沖，它的寬度大于所有通道的脈沖寬度，這個(gè)也稱為“同步脈沖”，在這樣的一幀信號(hào)中，找出信號(hào)的“頭”很關(guān)鍵，就如同在SBUS信號(hào)解析的過程中，要找到數(shù)據(jù)的開頭，才能正確的解算出各通道的數(shù)據(jù)。PPM信號(hào)“同步脈沖”就可以作為“幀頭”來使用，只要判斷一個(gè)脈沖大于通道的“正常值”，那么接下來的一個(gè)脈沖就是1通道的數(shù)據(jù)。這里要注意的是：PPM中的通道脈寬比實(shí)際的PWM脈寬要“窄一點(diǎn)”，這里是由于在PPM信號(hào)中需要接入脈沖間隔，以區(qū)分通道，而PPM信號(hào)幀的總長(zhǎng)又不宜過長(zhǎng)，因此把每個(gè)通道的脈寬“砍掉”一個(gè)同樣的寬度作為間隔，我們?cè)谟?jì)算通道PWM脈寬時(shí)還應(yīng)該把這個(gè)被砍掉的部分加上。

下面開始介紹我的解算思路。很顯然，PPM信號(hào)不能像SBUS解算那樣使用串口，因?yàn)镻PM就沒有“波特率”，它的實(shí)質(zhì)就是一序列串在一起的脈沖，要解算它實(shí)質(zhì)就是要把這些脈沖一個(gè)一個(gè)地采集進(jìn)來。在Arduino中有一個(gè)專門用于采集脈沖寬度的函數(shù)：pulseIn(),這個(gè)函數(shù)可以用來完成PPM解析，但是用這個(gè)函數(shù)有一些弊端：1、它會(huì)“死等”脈沖的到來，也就是脈沖不來，它就會(huì)在那里永遠(yuǎn)等待；2、當(dāng)在執(zhí)行一個(gè)脈沖的采集時(shí)，程序依然會(huì)停在那里等待采集完畢，這樣的話，整個(gè)解算過程即要等待8個(gè)通道及一個(gè)同步脈沖的總時(shí)間，加在一起是20毫秒，如果這個(gè)解算過程只是用于演示，那么我們可以接受，但如果是用于實(shí)時(shí)控制，比如四軸飛行器，這么長(zhǎng)的采集周期勢(shì)必會(huì)讓整個(gè)控制崩潰，因此，我們必須尋找其他的解算方法。（這里舉個(gè)例子，玩過APM飛控的朋友應(yīng)該知道，APM的遙控信號(hào)輸入是使用的是PWM通道獨(dú)立輸入，而采集這些信號(hào)的任務(wù)都不是有主控芯片mega2560來完成的，完成這個(gè)任務(wù)是由協(xié)處理芯片：mega32，它同時(shí)也是USB轉(zhuǎn)TTL芯片，這說明采集多路PWM確實(shí)是一個(gè)比較“繁瑣”的過程）。那么采用什么辦法來做呢？

單片機(jī)系統(tǒng)都有外部中斷，可以用中斷來處理這些“粘在一起”的脈沖。這次試驗(yàn)用的Arduino板為：NANO板，這個(gè)板（MEGA328）使用Arduino官方庫(kù)時(shí)有兩個(gè)外部中斷：D2及D3口，試驗(yàn)中使用了D2，即外部中斷0，觸發(fā)方式設(shè)置為“跳變”，即脈沖的上升沿及下降沿均觸發(fā)中斷，并在中斷處理函數(shù)中判斷觸發(fā)方式（上升沿或下降沿），然后分別記錄進(jìn)入中斷的時(shí)刻（使用Arduino的時(shí)間函數(shù)：micros()）,然后下降沿時(shí)刻減去上升沿時(shí)刻，即可得到一個(gè)脈沖的寬度（這個(gè)方法同樣可以用于單通道PWM的采集，或者超聲波測(cè)距）。

那么如何處理這一串脈沖呢？如何正確獲得通道PWM呢？我的方法是：連續(xù)采集20個(gè)脈沖寬度放在一個(gè)數(shù)組中，然后去數(shù)組中尋找“同步脈沖”，找到它之后，緊隨其后的8個(gè)數(shù)組元素就是我們需要的通道PWM數(shù)據(jù)。為什么一定要采集20個(gè)呢？因?yàn)槲覀儫o法確定第一次采集到脈沖是哪個(gè)通道的，除非“運(yùn)氣好”，一開始就獲取到了“同步脈沖”，因此，如果我們非常“小氣”地只采集9個(gè)，幾乎不可能容易地從中找到正確完整的數(shù)據(jù)，當(dāng)然也可以做一個(gè)比較細(xì)致、復(fù)雜的解算程序來完成（如果你是一個(gè)拼圖高手），而每次采集20個(gè)，則保證了每一次采集到的脈沖序列中至少包含一幀完整的數(shù)據(jù)，這樣就可以簡(jiǎn)化解算的過程，只需要找到“同步脈沖”，然后從它之后順序取8個(gè)脈沖，其余的數(shù)據(jù)丟棄，然后進(jìn)入下一輪采集。

程序說明：在初始化中還必須將D2端口設(shè)置為輸入模式，并且設(shè)置中斷0：attachInterrupt(0,ppm_in,CHANGE)。其中ppm_flag用于控制采集脈沖的個(gè)數(shù)，并且將這些脈沖序列按順序存放到數(shù)組ppm_date[]中；flag_in用于確保采集脈沖是從上升沿開始（因?yàn)樯仙睾拖陆笛囟紩?huì)觸發(fā)中斷），它在上升沿處理中被置1，在下降沿處理中被置0，達(dá)到的目的就是在沒有采集到上升沿時(shí)不對(duì)下降沿進(jìn)行處理，因?yàn)槲覀円杉氖歉唠娖降臅r(shí)間；flag_out用于判斷是否完成了脈沖采集和是否完成了通道解算，當(dāng)完成采集時(shí)它被置1，這個(gè)時(shí)候中斷函數(shù)停止數(shù)據(jù)采集，只有等通道更新完畢后，它才會(huì)被置0，中斷函數(shù)才會(huì)進(jìn)行新一輪的數(shù)據(jù)采集，而在它為0的期間，也就是在數(shù)據(jù)采集的期間，不會(huì)進(jìn)行通道更新。接下來從串口監(jiān)視器觀察原始數(shù)據(jù)，即采集到的ppm_date[]:

上圖中，每一行數(shù)字即是完整ppm_date[]幀，從數(shù)據(jù)中可以看到，每一行都有兩個(gè)比較大的數(shù)字：大于3000，這個(gè)就是我們要找的“同步脈沖”，找到一個(gè)之后，后面跟的8個(gè)數(shù)，就是要提取的通道數(shù)據(jù)。當(dāng)然，從數(shù)據(jù)中能夠看到，有時(shí)每?jī)蓚€(gè)“同步脈沖”之間偶爾會(huì)出現(xiàn)不足8個(gè)有效數(shù)據(jù)的情況，但這個(gè)影響暫且可以接受，我們可以設(shè)計(jì)更嚴(yán)密的通道更新程序?qū)⑦@樣的數(shù)據(jù)幀丟棄。下面來看看1通道的數(shù)據(jù)，在試驗(yàn)過程中可以保持一通道（副翼）搖桿在中立位置（所有微調(diào)歸0），此時(shí)可以看到得到的數(shù)據(jù)為1120左右，在這種情況下，該通道的實(shí)際輸出脈寬（PWM）應(yīng)為1520，這個(gè)我們可以對(duì)FUTABA接收機(jī)的一通道輸出PWM進(jìn)行采樣驗(yàn)證，因此從ppm中獲取的數(shù)據(jù)還應(yīng)該加上400，這個(gè)就是低電平的持續(xù)時(shí)間即上面提到的“被砍掉的那一部分”，當(dāng)然這個(gè)時(shí)間也可以用中斷去采集ppm的低電平間隔得到。在程序中我直接給每個(gè)通道加了400，通過與之前PWM采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出的結(jié)果是一致的。下面從串口監(jiān)視器觀察解算出來的通道數(shù)據(jù)channels[],channels[0]代表1通道，副翼通道：

至此，PPM信號(hào)解析完成，從實(shí)驗(yàn)中可以看出，F(xiàn)UTABA T10CHG的ppm輸出確實(shí)為7個(gè)比例通道，第8個(gè)通道保持在中立位。這個(gè)試驗(yàn)主要是針對(duì)FUTABA T10CHG，對(duì)于其他品牌的遙控器我將進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)，比如6通道的SPEKTRUM DX6I遙控器的PPM輸出，也許還是有差別的吧。希望各位大神批評(píng)指正，多多指導(dǎo)！

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