NxtPX4v2飞控用户手册

产品概览

NxtPX4v2 是由 HKUST Aerial Robotics / Nxt 系列硬件方案发展而来的紧凑型高性能飞控。它采用 STM32H743 主控、双 BMI088 IMU、SPL06 气压计和 microSD 存储，提供 7 组 UART、8 路 PWM、外部 I²C、外部 SPI 及独立 5 V / 12 V BEC。飞控同时支持 ArduPilot 与 PX4，适合对计算性能、冗余 IMU 传感器与开放硬件资源有要求的无人机项目。

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核心特性

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硬件规格

处理器与传感器

STM32H743VIH6 提供 480 MHz 主频和 2 MB Flash。双 BMI088 为飞控提供两套惯性测量来源，可用于传感器一致性检查和冗余。SPL06 提供气压高度测量。

NxtPX4v2 无板载磁力计。需要航向信息时，应通过外部 I²C 连接带磁力计的 GPS 或独立磁力计。

接口与输出

• 7 组 UART：GPS、数传、数字图传、接收机、ESC 遥测等。
• 8 路 PWM：均可用于电机或舵机输出。
• 1 路外部 I²C：连接磁力计、空速计等传感器。
• 1 路外部 SPI：供高级扩展使用。
• 3 路 AUX GPIO：可用于自定义功能。
• 2 路 ADC：电压与电流采样。
• microSD：飞行日志记录。
• SWD：底层调试与恢复。

电源与结构

飞控提供 5 V / 2.5 A 与 12 V / 2.5 A 稳压输出。电源输入支持 3 - 6S。

尺寸与安装

安装建议：

1. 使用 20 × 20 mm 软胶柱或减震安装结构。
2. 按板载箭头安装；若旋转安装，必须在固件中设置正确朝向。
3. 避免让 GPS 天线、电源线或数字图传天线紧贴 IMU 区域。
4. 保留 USB Type-C 与 microSD 卡槽的维护空间。
5. 双 IMU 能提高诊断能力，但不能替代合理的机械减震。

首次装机时拍摄清晰的飞控正面、背面和全部线束照片。之后若需要确认插头方向、线序或硬件版本，这些照片会非常有用。

接口与供电

接口定义

典型接线

接线原则：

• 外设 TX 接飞控 RX，外设 RX 接飞控 TX。
• 所有串口外设必须与飞控共地。
• 主 GPS 连接 UART1；外置磁力计连接外部 I²C。
• DJI O3 连接 UART3 专用接口，接线前核对 12 V 与线序。
• SBUS 或 CRSF 接收机连接 UART5。

NxtPX4v2 的外设电源输出在仅连接 USB 时不会开启。若地面站能连接飞控但检测不到外置磁力计或其他外设，请先接入主电池，再连接 USB 检查。

串口映射

PWM输出

NxtPX4v2 提供 8 路 PWM 输出，硬件定时器分组如下：

• M1–M8 支持 DShot。
• ArduPilot 固件下 8 路输出均可支持双向 DShot。
• 同一分组内的通道通常应使用兼容的输出协议和频率。

接收机

UART5 是默认 RC 接口，支持 SBUS 与 CRSF 等串口接收机。

SBUS

• 信号线连接 UART5 RC 输入。
• 使用飞控提供的合适电源与 GND。
• ArduPilot 默认使用 SERIAL6_PROTOCOL=23。
• PX4 可使用 RC_INPUT_PROTO=Auto 自动检测。

CRSF / ELRS

CRSF / ELRS 是双向高速协议，需要同时连接 UART5 TX 与 RX。

若接收机可以供电但没有通道数据，优先检查协议、TX/RX 方向和串口映射。

电池监测、磁力计与 I²C

电池监测

ArduPilot 固件的默认值如下：

不同电源模块的电流传感器比例可能不同。应使用万用表和已知负载校准，而不是把其他飞控的比例直接复制过来。

外置磁力计

飞控本体没有磁力计，外置磁力计连接 I²C4：

• SCL → PD12
• SDA → PD13

仅连接 USB 时，外部传感器可能没有供电。如果磁力计未被识别，请先接主电池使外设电源开启，再连接 USB 和地面站。

飞控固件

ArduPilot

• 官方硬件目标：NxtPX4v2
• 从 ArduPilot 4.6.0 起进入官方硬件支持列表。
• 支持 Mission Planner、MicoConfigurator 在线烧录固件。

相关链接：

• ArduPilot NxtPX4v2 硬件定义
• ArduPilot 官方固件下载
• ArduPilot Custom Firmware Builder

PX4

• PX4 板级目标：hkust_nxt-dual
• bootloader 目标：hkust_nxt-dual_bootloader
• 可以使用 MicoConfigurator 在线 DFU 烧录 PX4 固件。

PX4固件编译官方教程

从 PX4 源码构建默认固件：

make hkust_nxt-dual

构建 bootloader：

make hkust_nxt-dual_bootloader

相关链接：

• PX4-Autopilot
• QGroundControl
• NxtPX4 开放硬件仓库

常见问题

仅连接 USB 时检测不到外置磁力计

这是外设供电状态造成的常见现象。先接入主电池，使外部 5 V / 12 V 电源启用，再连接 USB 与地面站重新检测。

相关资源

• NxtPX4 开放硬件仓库
• Nxt-Dual 硬件文件
• ArduPilot NxtPX4v2 硬件定义
• PX4-Autopilot

附录 A：Pinout 引脚定义表