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BrainFPV RADIX 2 HD 飞控板在 ArduPilot 中的配置与固件烧写完全指南

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

导读

本文以 ArduPilot 仓库中 RADIX2HD 板级定义 文档为主线，系统讲解 BrainFPV RADIX 2 HD 高清数字 FPV 飞控板的硬件特性、串口与 PWM 引脚映射、电池监测、RC 输入配置，以及通过 BrainFPV 专有 Bootloader 加载 ArduPilot 固件的三种途径。读完本文，你将掌握如何在 ArduCopter 等机型上正确接线、通过BRD_ALT_CONFIG切换引脚复用，并使用./waf构建工具链配合 BrainFPV Firmware Packer 生成可在 RADIX 2 HD 上运行的固件文件。

一、硬件概览：专为 HD FPV 打造的飞控

RADIX 2 HD 是 BrainFPV 推出的飞控，定位是配合高清（数字）FPV 图传系统的 First Person View（FPV）应用场景。从 hwdef.dat 的板级定义可以确认其核心硬件配置：

供电方面，板载 5 V / 1.5 A 稳压器为飞控和外部设备供电；另有一路 9 V / 2 A 稳压器专供 HD FPV 图传系统，可通过 Relay2 开关控制通断。电池直供范围为 3S–8S（最高 35 V）；尺寸为 37 × 37 mm（30.5 mm 孔距），重量仅 7 g，产地为美国且符合 NDAA 合规要求。

从源码结构可以推断，hwdef.dat中声明的FLASH_SIZE_KB 128与HAL_FLASH_PROTECTION 1表明内部 Flash 仅供 Bootloader 与保护用途，而固件主体存放在 16 MB 外部 QUADSPI Flash（起始地址 0x90400000，见下文打包脚本），这正是其需要使用专用 Bootloader 与定制固件格式的原因。

二、引脚与串口映射（Pinout & UART Mapping）

官方引脚图存放在板级目录下：

板底图中可见 "PWR:VBAT" 跳线焊盘，用于将电池电压监测与板载供电合二为一（详见第五节电池监测的警告）。

2.1 串口分配

RADIX 2 HD 的串口顺序在 hwdef.dat 中定义为OTG1 USART1 USART2 USART3 UART4 UART5 USART6 UART7，与 ArduPilot 的SERIALn编号一一对应：

2.2 BRD_ALT_CONFIG 引脚复用机制

SERIAL6 的引脚默认是 PWM 9/10 输出（TX6/RX6 焊盘）。在 hwdef.dat 中，USART6 的 RX/TX 都标记了ALT(1)：

PC7 USART6_RX USART6 NODMA ALT(1) PC6 USART6_TX USART6 NODMA ALT(1)

而 GPIO.cpp 中实现了setup_alt_config()：当BRD_ALT_CONFIG = 1时，会依据 hwdef 中ALT(n)声明的备用配置表重新切换引脚功能。因此：

• BRD_ALT_CONFIG = 0（默认）：PC6/PC7 作为 TIM8 的 PWM 9/10 输出；
• BRD_ALT_CONFIG = 1：PC6/PC7 切换为 USART6 的 TX/RX，使 SERIAL6 成为可用的第 7 路 UART。

注意，启用 UART6 后 PWM 9/10 将不可用，二者属于互斥关系。

2.3 I2C 与 CAN

• I2C：仅 I2C1（PB6 SCL / PB7 SDA，均带 PULLUP），板载 DPS310 气压计挂在该总线上（0x76）。HAL_I2C_INTERNAL_MASK 0与AP_COMPASS_PROBING_ENABLED 1表明支持在此总线上探测外部罗盘。
• CAN：单路 CAN1（PD0 RX / PD1 TX），且CANFD_SUPPORTED 2表明该板支持最高 2 Mbit/s 的 CAN FD 速率。

三、PWM 输出与 BDSHOT

RADIX 2 HD 共 10 路 PWM 输出，前 8 路位于两个 4-in-1 ESC 接口上，全部标记为BIDIR（见 hwdef.dat），支持双向 DShot（BDSHOT）遥测。构建脚本 chibios_hwdef.py 会为含BIDIR标记的板型生成HAL_WITH_BIDIR_DSHOT宏，ArduPilot 据此启用 DShot 双向遥测能力（实现位于 RCOutput_bdshot.cpp）。

PWM 通道按每 2 路一组，同一组内的通道必须使用相同的配置与刷新率：

Group 5 的两路输出位于 TX6/RX6 焊盘上，与 UART6 共用引脚（对应上文 BRD_ALT_CONFIG 的互斥关系），且这两路为NODMA模式。

四、RC 输入

默认情况下，SERIAL3（UART3）用于 RC 输入。与 RC 接收机相连的 5 V 供电焊盘（RX3 旁的 "+"）同样由 USB 供电，这意味着在未接主电池的情况下也能安全、方便地进行接收机与飞控的配置调试。

配合 defaults.parm 的出厂默认参数，RADIX 2 HD 开箱即用的串口协议配置为：

# CRSF receiver on UART3 SERIAL3_PROTOCOL 23 RSSI_TYPE 3 # MSP DisplayPort OSD on UART1 OSD_TYPE 5 SERIAL1_PROTOCOL 42 # GPS on UART2 SERIAL2_PROTOCOL 5 # ESC Telemetry on UART4 SERIAL4_PROTOCOL 16 # 9V regulator switch, ON on boot RELAY2_DEFAULT 1

这些协议编号与 AP_SerialManager.h 中的枚举一致：5 = GPS、16 = ESC Telemetry、23 = RCIN、42 = MSP DisplayPort。在 AP_SerialManager.cpp 的初始化逻辑中，SerialProtocol_RCIN会将 UART 注册给 RC 协议解析器（AP::RC().add_uart()），而 MSP DisplayPort 协议由 AP_MSP 模块接管 OSD 数据流。因此：

• SERIAL3（23/RCIN）默认对接 CRSF 协议接收机，RSSI_TYPE 3表示从 CRSF 链路读取 RSSI；
• SERIAL1（42/MSP DisplayPort）驱动 HD 图传的 OSD 显示，OSD_TYPE 5启用 MSP OSD；
• SERIAL4（16/ESC Telemetry）读取 4-in-1 ESC 的遥测数据；
• RELAY2_DEFAULT 1保证上电即开启 9 V 稳压器，为 HD FPV 图传系统供电。

如需使用其他 RC 协议（如 SBUS、ELRS），将对应串口的SERIALn_PROTOCOL设置为 23 即可，ArduPilot 的 RC 协议栈会自动探测所支持的协议。

五、模拟输入与电池监测

RADIX 2 HD 提供 3 路模拟输入（见 hwdef.dat）：

内置 1:17.6 分压电路使得该板最高可监测 12S 电池电压。而板载供电本身最高支持 8S（35 V），板上 "PWR:VBAT" 跳线可将 VBAT 引脚同时用于电池电压监测与板载供电。

⚠️ 重要警告：如果焊接了 "PWR:VBAT" 跳线并使用超过 8S（35 V）的电池给板子供电，将造成硬件损坏。务必参考 BrainFPV 官方文档确认跳线使用方式。

电池监测的默认后端类型由HAL_BATT_MONITOR_DEFAULT 4定义，配合电流传感输入即可在 Mission Planner 等地面站中直接配置电压/电流标定。

六、固件烧写（Loading Firmware）

RADIX 2 HD 使用 BrainFPV 专有 Bootloader，需要特定格式的固件文件。烧写流程为：

1. 获取固件文件（见下方三种途径）；
2. 按住 BOOT 按钮并连接 USB，使板子进入 Bootloader 模式，电脑上会弹出一个 U 盘；
3. 将固件文件复制到该 U 盘；
4. 安全弹出 U 盘，RADIX 2 HD 将自动重启并运行 ArduPilot 固件。

注意：使用 ArduPilot 固件时，必须插入 microSD 卡，否则固件无法运行（ArduPilot 需要 SD 卡存放参数与日志，对应HAL_OS_FATFS_IO 1与HAL_STORAGE_SIZE 16384的配置）。

方式一：从 BrainFPV 官网直接下载固件

这是最简单的途径：直接访问 BrainFPV 官网的固件下载页面，获取已打包好的.bin固件文件，按上述流程复制进 U 盘即可。

方式二：从 ArduPilot 构建服务器下载 ELF 并转换

从 ArduPilot Build Server 下载目标为 "RADIX2HD" 的 ELF 文件（例如 ArduCopter 对应arducopter.elf），再使用 BrainFPV Firmware Packer 工具转换为 RADIX 2 HD 可识别的格式。

安装 Python 3（Linux 用包管理器，Windows 从官网安装并务必勾选 "Add Python to PATH"），然后安装 Firmware Packer：

python3 -m pip install https://github.com/BrainFPV/brainfpv_fw_packer/archive/main.zip

转换 ELF 为.bin：

brainfpv_fw_packer.py --name arducopter --in arducopter.elf --out arducopter.bin ^ --dev radix2hd -t firmware -b 0x90400000 -z --noheader

其中-b 0x90400000对应外部 QUADSPI Flash 的起始地址（与 hwdef 中 16 MB 外部 Flash 的定义一致），-z --noheader用于生成符合该 Bootloader 预期的固件头格式。

方式三：自行编译固件

如果你已具备可用的 ArduPilot 构建环境，可以直接编译出对应机型的固件，再用 Firmware Packer 打包。以 ArduCopter 为例：

./waf configure --board RADIX2HD ./waf copter

编译完成后，直接调用板级目录中自带的打包脚本：

./libraries/AP_HAL_ChibiOS/hwdef/RADIX2HD/pack_firmware.sh copter

查看 pack_firmware.sh 的实现，该脚本的核心逻辑是：

1. 读取当前 Git 版本信息（git describe/git rev-parse）作为固件版本号；
2. 用arm-none-eabi-objcopy将arducopterELF 转换为 HEX；
3. 调用brainfpv_fw_packer.py，将 HEX 打包为arducopter_{VERSION}_brainfpv.bin，输出到build/RADIX2HD/bin/目录。

arm-none-eabi-objcopy -O ihex ${FW_ELF} ${FW_HEX} brainfpv_fw_packer.py \ --name ardu$1 \ --version ${GIT_VER} \ --sha1 ${GIT_SHA1} \ --in ${FW_HEX} --out ${FW_PACKED} \ --dev radix2hd -t firmware -b 0x90400000 -z --noheader

将生成好的arducopter_{VERSION}_brainfpv.bin复制到 Bootloader 模式下的 U 盘即可完成烧写。

RADIX 2 HD 虽然可以编译其他机型的固件，但主要面向多旋翼（Copter）应用场景。板卡 ID 定义于 board_types.txt（AP_HW_RADIX2HD = 1118）；另外，由于该板采用 BrainFPV 专有 Bootloader，hwdef 中AP_BOOTLOADER_FLASHING_ENABLED 0表明无法像普通 ArduPilot 板那样通过地面站在线刷新 Bootloader。

七、参数速查与常见配置

以下为 RADIX 2 HD 开箱即用的关键参数（来自 defaults.parm）：

从 AP_SerialManager.cpp 的参数文档可以看出，SERIALn_PROTOCOL支持 -1（禁用）到 50（IOMCU）的完整协议集，用户可根据实际外设自由调整各串口的用途，例如把 SERIAL5 改为 5（GPS）或 23（RCIN）。

八、小结

BrainFPV RADIX 2 HD 在 ArduPilot 中的支持由 hwdef/RADIX2HD 目录完整承载：STM32H750 + BMI270 + DPS310 的高性能核心、支持 BDSHOT 的 10 路 PWM、丰富的 7 路 UART 与 CAN/I2C 扩展，以及专为 HD FPV 设计的 9 V 图传供电开关，使其成为高端 FPV 多旋翼的理想选择。烧写固件时只需记住三条路径：官网直接下载、构建服务器 ELF 转换、本地./waf编译打包，配合板级目录自带的pack_firmware.sh脚本，即可快速完成从源码到可飞固件的全流程。

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