ArduPilot JFB100 硬件定义全解析：JAE JFB-100 飞行控制板的 UART、PWM、电池监测与 GPIO 实战指南-平芜编程栈

ArduPilot JFB100 硬件定义全解析：JAE JFB-100 飞行控制板的 UART、PWM、电池监测与 GPIO 实战指南

【免费下载链接】ardupilotArduPlane, ArduCopter, ArduRover, ArduSub source项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ar/ardupilot

JFB-100 是 ArduPilot 仓库中为 JAE JFB-100 飞行控制板定义的 ChibiOS 硬件目标板（board target），本文以 libraries/AP_HAL_ChibiOS/hwdef/JFB100/README.md 为核心，结合 hwdef.dat、hwdef-bl.dat 与 defaults.parm 的源码实现，系统讲解该板的 UART 映射、RC 输入、PWM/DShot 分组、电池监测、罗盘、GPIO、I2C/CAN 总线、调试口与固件加载方式。读完本文，你将能够正确理解 ArduPilot 串口/SPI/I2C 编号与 JFB-100 板载接口的对应关系，并完成 RC 输入、DShot 输出、GPIO 复用与电池参数的实际配置。

1. JFB-100 硬件特性概览

根据 README，JFB-100 由 JAE 销售，主要硬件特性如下：

STM32F765 微控制器
两颗 IMU：ICM20602 与 SCHA63T
MS5611 SPI 气压计
内置 I2C IST8310 罗盘（磁力计）
microSD 卡槽
6 个 UART 加 USB
8 路 PWM 输出
4 个 I2C 和 2 个 CAN 接口
外部蜂鸣器
外部安全开关（safety switch）
舵机供电轨与 Vcc 电压监测
两个专用的外部电源砖（power brick）输入端口

hwdef.dat 中的实现与 README 完全对应，例如 MCU 定义为：

# MCU class and specific type. It is a F765, which is the same as F767 # but without the TFT interface MCU STM32F7xx STM32F767xx

从源码结构看，该板复用 STM32F767xx 的 MCU 类（F765 与 F767 引脚资源相同，区别仅在没有 TFT 接口），Flash 大小配置为 2048 KB（FLASH_SIZE_KB 2048），晶振为 16 MHz（OSCILLATOR_HZ 16000000）。

双 IMU 与气压计在 SPI 设备表中定义：

SPIDEV ms5611 SPI4 DEVID1 MS5611_CS MODE3 20*MHZ 20*MHZ SPIDEV scha63t_g SPI1 DEVID1 SCHA63T_G_CS MODE0 10*MHZ 10*MHZ SPIDEV scha63t_a SPI1 DEVID2 SCHA63T_A_CS MODE0 10*MHZ 10*MHZ SPIDEV icm20602 SPI1 DEVID3 ICM20602_CS MODE3 2*MHZ 8*MHZ SPIDEV ramtron SPI2 DEVID1 FRAM_CS MODE3 8*MHZ 8*MHZ

IMU 实例化与旋转方向：

IMU SCHA63T SPI:scha63t_a SPI:scha63t_g ROTATION_NONE IMU Invensense SPI:icm20602 ROTATION_PITCH_180_YAW_270

气压计实例化：BARO MS5611 SPI:ms5611。值得注意的是 hwdef 中还预留了 SPI2 上的 RAMTRON FRAM 作为参数存储：

define HAL_STORAGE_SIZE 32768 define HAL_WITH_RAMTRON 1

2. UART 映射：SERIAL0~SERIAL6 与物理接口对应关系

README 给出的 UART 映射表：

SERIAL0 -> USB
SERIAL1 -> UART2（Telem1）
SERIAL2 -> UART3（Telem2）
SERIAL3 -> UART1（GPS）
SERIAL4 -> UART4（GPS2，丝印标注 UART/I2CB）
SERIAL5 -> UART6（RC）
SERIAL6 -> UART7（备用，debug）

Telem1 和 Telem2 两个端口带有 RTS/CTS 流控引脚，其余 UART 没有。UART7 的连接器丝印标注为 debug，但在 ArduPilot 中可作为通用 UART 使用。

该映射由 hwdef.dat 的SERIAL_ORDER行决定，串口编号按此顺序从 0 开始分配：

SERIAL_ORDER OTG1 USART2 USART3 USART1 UART4 USART6 UART7 OTG2

逐一对应：OTG1（USB）为 SERIAL0，USART2 为 SERIAL1（Telem1），USART3 为 SERIAL2（Telem2），USART1 为 SERIAL3（GPS1），UART4 为 SERIAL4（GPS2），USART6 为 SERIAL5（RC），UART7 为 SERIAL6（备用/debug）。引脚级定义（摘录）：

# USART2 is telem1 PD6 USART2_RX USART2 PD5 USART2_TX USART2 PD3 USART2_CTS USART2 PD4 USART2_RTS USART2 # USART1 is GPS1 PB7 USART1_RX USART1 NODMA PB6 USART1_TX USART1 NODMA

Telem1（USART2）与 Telem2（USART3）均定义了 CTS/RTS 引脚，而 GPS1/GPS2/RC/debug 口标注NODMA或未定义流控引脚，与 README “只有 Telem1/Telem2 有 RTS/CTS” 的描述一致。

2.1 默认 RC 输入串口配置（defaults.parm）

defaults.parm 为 JFB-100 提供了板级默认参数：

# JFB-100 board default definition SERIAL5_OPTIONS,8 SERIAL5_PROTOCOL,23

其中SERIAL5_PROTOCOL取值 23，对应 AP_SerialManager.h 中的SerialProtocol_RCIN协议枚举。也就是说，该板出厂默认将 SERIAL5（即硬件 UART6，丝印 RC 口）配置为 RC 输入串口。结合 README 的 RC 输入说明，这个默认值让板子开箱即用：把 SBUS/CRSF 接收机插到 RC 口即可接收遥控信号。若将该串口改作他用（如第二路 GPS），需要手动覆盖SERIAL5_PROTOCOL与SERIAL5_OPTIONS。

3. RC 输入（DSM/SBUS RC 端口）

README 指出：RC 输入配置在标注为 DSM/SBUS RC 的端口上，该连接器支持所有 RC 协议，并配有两根线缆；若要通过软件绑定（software binding）Spektrum 卫星接收机，必须使用 Spektrum 卫星线。

hwdef.dat 中与该功能对应的硬件实现：

# RCInput on the PPM pin, for all protocols PI5 TIM8_CH1 TIM8 RCININT PULLUP LOW

# Control of Spektrum power pin PE4 SPEKTRUM_PWR OUTPUT HIGH GPIO(73) define HAL_GPIO_SPEKTRUM_PWR 73 # Spektrum Power is Active High define HAL_SPEKTRUM_PWR_ENABLED 1

可以看到 RC 输入使用 TIM8_CH1（PI5）作为 RCININT 中断输入；另有专用 GPIO（GPIO 73，PE4）控制 Spektrum 接收机电源，且为高电平有效（active high）。这正是“软件绑定需使用 Spektrum 卫星线”的硬件基础：只有在该供电脚有效的线缆上，ArduPilot 才能通过串口向卫星接收机下发绑定数据。

4. PWM 输出：8 路、3 个分组与 DShot 限制

README 说明 JFB-100 支持最多 8 路 PWM 输出，直接挂在 STM32F765 上，支持所有 PWM 协议；前 4 路支持 DShot。8 路输出分 3 组：

PWM 1、2、3、4 在 group1
PWM 5、6 在 group2
PWM 7、8 在 group3

同一组内的通道必须使用相同的输出频率；若组内任一通道的协议设为 DShot，则该组所有通道都必须用 DShot。

这个分组限制直接来源于底层定时器的硬件归属，hwdef.dat 中 8 路 PWM 的定时器分配：

# PWM AUX channels PE14 TIM1_CH4 TIM1 PWM(1) GPIO(50) PA10 TIM1_CH3 TIM1 PWM(2) GPIO(51) PE11 TIM1_CH2 TIM1 PWM(3) GPIO(52) PE9 TIM1_CH1 TIM1 PWM(4) GPIO(53) PD13 TIM4_CH2 TIM4 PWM(5) GPIO(54) PD14 TIM4_CH3 TIM4 PWM(6) GPIO(55) # we need to disable DMA on the last 2 FMU channels # as timer 12 doesn't have a TIMn_UP DMA option PH6 TIM12_CH1 TIM12 PWM(7) GPIO(56) NODMA PH9 TIM12_CH2 TIM12 PWM(8) GPIO(57) NODMA

从源码结构看，group1（PWM1~4）共用 TIM1，group2（PWM5~6）共用 TIM4，group3（PWM7~8）共用 TIM12——每组共享一个硬件定时器，同一定时器只有一个时基，因此同组通道频率必须一致；DShot 帧率要求决定了“组内混用协议”不可行。同时可以看到 PWM7/8 标注NODMA，原因是 TIM12 没有 TIMx_UP 对应的 DMA 通道，源码注释也明确说明了这一点。

5. GPIO：把 PWM 5/6 复用作通用 GPIO

README 的 GPIO 一节说明：6 路 PWM 口可以当 GPIO 使用（继电器、按键、RPM 等），做法是把BRD_PWM_COUNT设为小于 6 的值。例如把BRD_PWM_COUNT设为 4，则 PWM5 和 PWM6 可释放为 GPIO。ArduPilot 中 PIN 参数使用的 GPIO 编号为：

AUX1 -> 50
AUX2 -> 51
AUX3 -> 52
AUX4 -> 53
AUX5 -> 54
AUX6 -> 55

对照 hwdef.dat 的PWM(n) GPIO(m)双标识定义，PWM1~6 恰好对应 GPIO 50~55（PE14/PA10/PE11/PE9/PD13/PD14），与 README 的编号表一一对应。因此当你设置BRD_PWM_COUNT=4后，可在PIN_系列参数中填入 54（AUX5）、55（AUX6）来驱动继电器或读取 RPM 信号。此外 hwdef 还预留了捕获引脚与多个复用脚（如PA5 FMU_CAP1 GPIO(58)、PB10 WA4等），供扩展用途。

6. 电池监测：两个电源监测端口与电压/电流分压系数

README 说明板上有两个专用电源监测端口（8 pin 连接器），且正确的电池设置参数取决于所接电源砖类型。

hwdef.dat 给出了完整的 ADC 通道与标定系数：

# analog in PA0 BATT_VOLTAGE_SENS ADC1 SCALE(1) PA1 BATT_CURRENT_SENS ADC1 SCALE(1) PA2 BATT2_VOLTAGE_SENS ADC1 SCALE(1) PA3 BATT2_CURRENT_SENS ADC1 SCALE(1) ... PB0 RSSI_IN ADC1 SCALE(1) ... PC0 VDD_5V_SENS ADC1 SCALE(2) PC1 SCALED_V3V3 ADC1 SCALE(2) # setup for supplied power brick define HAL_BATT_VOLT_SCALE 18.182 define HAL_BATT_CURR_SCALE 36.364 define HAL_BATT_VOLT_PIN 0 define HAL_BATT_CURR_PIN 1 define HAL_BATT2_VOLT_PIN 2 define HAL_BATT2_CURR_PIN 3

可以看到：

电池 1 电压/电流分别使用 ADC Pin0（PA0）与 Pin1（PA1）；
电池 2 电压/电流分别使用 ADC Pin2（PA2）与 Pin3（PA3）；
5V 与 3.3V 供电轨监测使用VDD_5V_SENS（PC0）与SCALED_V3V3（PC1），即 README 提到的“舵机轨与 Vcc 电压监测”；
RSSI 电压监测接在RSSI_IN（PB0）；
板上还定义了硬件版本识别脚PC3 HW_REV_SENS、PC2 HW_VER_SENS，以及加热片控制PA7 HEATER_EN GPIO(80)。

默认电压分压系数 18.182、电流转换系数 36.364 是针对“supplied power brick”（出厂配套电源砖）的标定（源码注释保留了旧版 PixHackV5 电源砖 18.0/24.0 的被替换值）。这印证了 README 的提示：更换电源砖后需要重新计算BATT_VOLT_SCAL/BATT_AMP_SCAL一类参数。

7. 罗盘：内置 IST8310 与外部罗盘的配合

README 提示：JFB-100 内置 IST8310 罗盘，但由于潜在干扰问题，实际使用通常搭配 GPS/罗盘组合中的外部 I2C 罗盘。

hwdef.dat 中对应配置：

# probe external I2C compasses plus some internal IST8310 define AP_COMPASS_PROBING_ENABLED 1 define AP_COMPASS_IST8310_EXTERNAL_BUS_PROBING_ENABLED 0 define AP_COMPASS_IST8310_INTERNAL_BUS_PROBING_ENABLED 0 COMPASS IST8310 I2C:ALL_EXTERNAL:0x0E true ROTATION_ROLL_180_YAW_90 COMPASS IST8310 I2C:ALL_INTERNAL:0x0E false ROTATION_YAW_270

从源码结构看，探测（probing）机制全局开启，因此接在外部 I2C 总线上的各种罗盘芯片（含 GPS 组合里的 IST8310，地址 0x0E）会被自动发现，且内置 IST8310 也以固定旋转ROTATION_YAW_270声明在内部总线上。这为“内置罗盘作备份、外部罗盘作主用”的常见部署提供了软件支持。

8. I2C 总线与 CAN 总线

8.1 I2C 总线编号

README 给出的 I2C 编号映射：

内部 I2C 口：ArduPilot bus 0（硬件 I2C3）
标注 I2CA 的口：ArduPilot bus 3（硬件 I2C4）
标注 I2CB 的口：ArduPilot bus 2（硬件 I2C2）
标注 GPS 的口：ArduPilot bus 1（硬件 I2C1）

hwdef.dat 中的总线排序决定了该映射：

I2C_ORDER I2C3 I2C1 I2C2 I2C4

即 I2C3 排第一位成为 bus 0，I2C1（GPS 口）为 bus 1，I2C2（I2CB）为 bus 2，I2C4（I2CA）为 bus 3。四条总线的物理引脚分别为 PB8/PB9（I2C1）、PF1/PF0（I2C2）、PH7/PH8（I2C3）、PF14/PF15（I2C4）。配置COMPASS_BUS、GPS_BUS等参数时应使用 ArduPilot 编号（0~3）而非硬件编号。

8.2 CAN 总线

README 说明 JFB-100 有两路独立 CAN 总线。hwdef.dat 中的引脚与静音（silent）控制脚：

# CAN bus PI9 CAN1_RX CAN1 PH13 CAN1_TX CAN1 PB12 CAN2_RX CAN2 PB13 CAN2_TX CAN2 PH2 GPIO_CAN1_SILENT OUTPUT PUSHPULL SPEED_LOW LOW GPIO(70) PH3 GPIO_CAN2_SILENT OUTPUT PUSHPULL SPEED_LOW LOW GPIO(71) PH4 GPIO_CAN3_SILENT OUTPUT PUSHPULL SPEED_LOW LOW GPIO(72)

三路 GPIO 静音脚（CAN1/CAN2/CAN3）用于在总线空闲时将收发器置于高阻态，便于总线检测与故障定位。

9. 模拟输入（ADC）总表

README 列出 7 路模拟输入，结合 hwdef.dat 的完整 ADC 表如下：

ADC Pin0 -> 电池电压（PA0 BATT_VOLTAGE_SENS）
ADC Pin1 -> 电池电流传感器（PA1 BATT_CURRENT_SENS）
ADC Pin2 -> 电池电压 2（PA2 BATT2_VOLTAGE_SENS）
ADC Pin3 -> 电池电流传感器 2（PA3 BATT2_CURRENT_SENS）
ADC Pin4 -> ADC 口 pin 2（PC4 SPARE1_ADC1）
ADC Pin14 -> ADC 口 pin 3（PA4 SPARE2_ADC1）
ADC Pin10 -> ADC 5V 监测（PC0 VDD_5V_SENS）
ADC Pin11 -> ADC 3.3V 监测（PC1 SCALED_V3V3）
ADC Pin103 -> RSSI 电压监测（PB0 RSSI_IN）

其中前四路服务两个电源监测端口，其余为板载 5V/3.3V 供电轨监测、RSSI 与两路用户 ADC。注意 README 的编号体系中“Pin103”属于 RSSI（GPIO/引脚命名空间），而 0~14 属于 ADC 通道命名空间，二者不要混淆。

10. 调试（SWD）与固件加载

10.1 SWD 调试

README 说明 JFB-100 支持在 debug 口进行 SWD 调试。hwdef.dat 中的定义：

# these are the pins for SWD debugging with a STlinkv2 or black-magic probe PA13 JTMS-SWDIO SWD PA14 JTCK-SWCLK SWD

即标准 SWDIO（PA13）/SWCLK（PA14），可直接接 STlinkv2 或 Black Magic Probe。

10.2 预装 Bootloader 与 .apj 固件

README 指出该板出厂预装 ArduPilot 兼容 bootloader，可用任意 ArduPilot 兼容地面站刷入*.apj固件。对应的硬件定义见 hwdef-bl.dat：

APJ_BOARD_ID AP_HW_JFB100 FLASH_SIZE_KB 2048 # bootloader is installed at zero offset FLASH_RESERVE_START_KB 0 # the location where the bootloader will put the firmware FLASH_BOOTLOADER_LOAD_KB 32

bootloader 从 Flash 0 偏移开始存放，应用固件被放置在 32 KB 偏移处；而正式固件（hwdef.dat）中FLASH_RESERVE_START_KB 32表示应用固件区从 32 KB 开始、保留前 32 KB 给 bootloader，两处定义严格互补。bootloader 阶段只启用 USB（OTG1）、USART2（Telem1）和 UART7（debug）三条串口（SERIAL_ORDER OTG1 USART2 UART7），因此通过 USB 或 Telem1 口均可完成刷写。

板级 ID 注册在 Tools/AP_Bootloader/board_types.txt 中：AP_HW_JFB100对应数值 1084，该 ID 会被编译进固件头供 bootloader 校验。

11. 构建与使用前提

JFB-100 作为 ChibiOS 目标板参与 ArduPilot 构建。从 Tools/ardupilotwaf/chibios.py 的构建逻辑看：

正式固件构建时，generate_hwdef_h()会以libraries/AP_HAL_ChibiOS/hwdef/JFB100/hwdef.dat作为输入，调用hwdef/scripts/chibios_hwdef.py生成hwdef.h；
构建 bootloader（AP_Bootloader）时，会把输入替换为同目录下的hwdef-bl.dat。

因此在仓库根目录下使用标准 waf 流程并指定--board JFB100即可生成该板的 ArduCopter/ArduPlane 等固件（具体车型子命令遵循 ArduPilot 常规构建方式，如waf copter、waf plane）。适用前提与限制：

该目标板基于 STM32F7 系列、2 MB Flash 构建，工具链与依赖需满足 ArduPilot ChibiOS 构建的一般要求；
defaults.parm中的SERIAL5_PROTOCOL=23（RCIN）意味着该板默认把 RC 串口占用为遥控输入，改变用途时需显式修改串口参数；
更换电源砖后，第 6 节所述的电池分压/电流系数需要按新硬件重新标定；
DShot 受“同组同频率”的定时器分组约束，规划电调输出时需遵守第 4 节的分组规则。

12. 小结

JFB-100 在 ArduPilot 中的完整硬件画像由四个文件构成：README 描述面向用户的功能与接线约定，hwdef.dat定义引脚、定时器、总线与传感器实例，hwdef-bl.dat定义 bootloader 布局，defaults.parm提供板级默认串口参数。理解SERIAL_ORDER、I2C_ORDER这类排序行与PWM(n)/GPIO(m)双标识是正确配置该板的关键：ArduPilot 用户参数中出现的串口号、I2C 总线号、PIN 编号，都可以在 libraries/AP_HAL_ChibiOS/hwdef/JFB100/hwdef.dat 中找到其物理引脚出处。

【免费下载链接】ardupilotArduPlane, ArduCopter, ArduRover, ArduSub source项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ar/ardupilot

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考