Arduino 解码遥控接收机 PPM 信号——分步指南

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项目简介

遥控发射机因具备加密链路与良好通讯距离，非常适合需要无线链路的项目。所有遥控接收机设计用于驱动舵机，每通道有地、VCC、信号三根线。信号为周期性脉冲：1.5ms 对应舵机 90°，1–2ms 对应最小/最大角度（上图展示 6 通道接收机及 PPM 引脚）。

直接测量各通道脉宽再映射虽可行，但存在两个问题：

1. 每通道需单独接线至 Arduino，占用大量引脚。
2. Arduino 仅有 2 个外部中断引脚，超 2 通道读取需轮询，引入延迟，影响实时性。

许多接收机提供 PPM 引脚，将所有通道数据复用在单一信号中传输，解决上述问题。

PPM 信号构成

信号由数据包与空白间隔组成。峰值间的间隔代表通道值。图中为 6 通道接收机，故有 7 个脉冲。编码思路：先检测分隔空白（约 11500μs），随后记录后续 6 个脉冲宽度作为各通道值。

代码使用说明

read_me() 在中断引脚（Pin 2 或 3）下降沿触发，记录 15 个时间间隔值存入临时数组。

a = micros();
c = a - b;
b = a;
x[i] = c;
i = i + 1;
if (i == 15) {
  for (int j = 0; j < 15; j++) ch1[j] = x[j];
  i = 0;
}

read_rc() 在主循环调用，扫描临时数组寻找 >10000μs 的分隔空白，定位到 6 个通道值，减去 1000 后存入 ch[1]..ch[6]。

void read_rc() {
  int i, j, k = 0;
  for (k = 14; k > -1; k--) if (ch1[k] > 10000) j = k;
  for (i = 1; i <= 6; i++) ch[i] = (ch1[i + j] - 1000);
}

完整代码

unsigned long int a, b, c;
int x[15], ch1[15], ch[7], i;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(2, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), read_me, FALLING);
}

void loop() {
  read_rc();
  Serial.print(ch[1]); Serial.print("\t");
  Serial.print(ch[2]); Serial.print("\t");
  Serial.print(ch[3]); Serial.print("\t");
  Serial.print(ch[4]); Serial.print("\t");
  Serial.print(ch[5]); Serial.print("\t");
  Serial.print(ch[6]); Serial.print("\n");
  delay(100);
}

void read_me() {
  a = micros();
  c = a - b;
  b = a;
  x[i] = c;
  i = i + 1;
  if (i == 15) {
    for (int j = 0; j < 15; j++) ch1[j] = x[j];
    i = 0;
  }
}

void read_rc() {
  int i, j, k = 0;
  for (k = 14; k > -1; k--) if (ch1[k] > 10000) j = k;
  for (i = 1; i <= 6; i++) ch[i] = (ch1[i + j] - 1000);
}