软硬件使用指南

01 / 核心硬件

把主控、传感器和基础电源集中在核心板上，可以减少从零设计飞控电路的工作。使用者可把精力放在外围接线、机型配置和自己的控制应用上。

ECF 核心板集成处理器、传感器、日志存储与基础电源，尺寸约 51 × 21mm。全部元件在顶面，板边提供两条长边各 20 个、一个短边 5 个接口位置，另一短边放置 USB-C。长边接口采用 2.54mm 间距排针，可直插面包板并通过普通跳线进行基础验证；邮票孔用于连接自定义底板。接口按 ECF 定义，与 Pico 引脚不具备电气兼容性。

板边 45 个位置包括电源、地与调试信号，不等于 45 个自由 GPIO。另有两个内部 USB 数据接点，制造尺寸、网络与开窗以正式硬件设计文件为准。

供电结构

外部稳压 5V VIN 与 USB 5V VUSB 进入 TPS2117，优先选择 VIN。切换后的系统 5V 经 TPS62903 产生 VSYS 3.3V；TPS7A2030 再产生 VSEN 3.0V，为三颗传感器 VDD 供电。传感器 VDDIO、I²C 上拉及模式选择脚使用 VSYS 3.3V，各电源共地。

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02 / 简易底板接入示例

简易底板用 GH1.25 连接器、排针与 PCB 走线把核心板接口引出，便于直接接入常用线束，也便于按机架调整安装孔和连接器位置。底板不进行电池降压。核心 VIN 所需稳压 5V 可由示例电源监测模块经底板送入，也可使用匹配的外部稳压电源。

模块分工

• 核心板：运算、感知、日志、基础稳压和逻辑接口。
• 简易底板：把核心板接口引到接收机、GPS、控制输出及电源连接器。
• 示例电源监测模块：提供 5V 输出，并把电池电压、电流转换为 ADC 可读取的模拟信号。
• 平台外围：核心 VIN 所需 5V 可来自示例电源监测模块或匹配的 BEC；电调、电机与舵机电源按平台设计。

使用 CAN 需另加收发器，并按总线位置配置终端。核心板 CAN TX / RX 为逻辑接口，不能直接连接 CANH / CANL。此示例底板不含 CAN 收发器或 BEC。

03 / 模拟电源监测示例

供电和电池采样可以从同一个参考模块开始搭建。两路模拟信号接入核心板已有 ADC 电池监测功能，便于使用四款固件相同的接线与标定方式。

此参考模块以普通 6S LiPo、持续 60A 为设计目标，提供模拟电压、电流采样与供电。电流前端采用 0.2mΩ 四端分流器和 INA241A4，电压经 100kΩ / 10kΩ 分压，TLV9062 双跟随器调理采样信号；LMR51635YFDDCR 降压提供 5V 输出，TPS7A2033 提供模块局部 3.3V。参考电压倍率为 11，电流灵敏度为 20mV/A，参考零偏为 0。

5V 输出经参考底板连接核心板 4 / VIN，电压与电流信号分别连接 15 / AI1 与 16 / AI2，并连接公共地。参考模块输出连接器 U6 的 1 / 2 为 5V，3 为 I_OUT，4 为 V_OUT，5 / 6 为 GND。接线以实际连接器定义为准，确认输出范围后再连接 ADC。INA241 REF 接地，近零电流区域需考虑输出摆幅引起的非线性，并通过实测标定。电流统计范围还需核对分流器和 5V 支路的取电位置。

可选 INA238 数字监测的参考配置为：0x45、0.5mΩ、120A 换算量程。该方案与本节的 0.2mΩ 模拟模块参数不同，须分别配置。

04 / 四款固件与适配范围

同一块 ECF 核心板可选择 Betaflight、INAV、ArduCopter 或 PX4，便于使用熟悉的配置工具、比较不同固件，或在源码上继续开发。各工程包含完整源码、所需依赖、编译脚本和测试说明；刷写包提供固件与安装步骤。发布源码已经重新编译检查。

三颗板载传感器、SDMMC2 存储、USB、八路 PWM / 普通 DShot 与板载 RGB 灯已进行板级适配。Betaflight / INAV 补充 MMC5983MA 驱动适配，INAV 补充 BMP581 驱动；ArduPilot / PX4 使用已有驱动接入当前传感器。

适配限制

• ArduPilot 当前提供的是 ArduCopter 构建，其他载具固件未提供。
• INAV 当前没有双向 DShot 接收，也不解析 NMEA GPS；GPS 默认使用 UBX。
• PX4 双向 DShot 仅支持 CH1～CH4；八路输出均支持普通 DShot。
• Betaflight / INAV 不提供原生 INA238 / INA226 电池监测后端；PX4 当前镜像包含 INA238、不含 INA226。
• 外设协议须按实际设备验证互通。

Betaflight、INAV、ArduPilot 保留 GPLv3，PX4 保留 BSD 3-Clause；第三方代码遵循随附许可。编译步骤、依赖版本和下载文件的完整性检查方法见对应源码包说明。

05 / 安装与首次使用

1. 确认硬件和接线。核对处理器、传感器与引脚定义，确认 VIN 为稳压 5V。调试阶段卸除螺旋桨，避免执行器意外动作。
2. 备份现有设备。保存参数、日志和存储文件；更换固件前确认参数兼容性，跨文件系统切换按对应固件说明操作，不直接格式化。
3. 选择对应的 ECF 刷写包。核对版本、适用硬件和下载文件是否完整，按包内说明使用 STM32CubeProgrammer、ST-Link 或 ROM USB DFU 烧录。
4. 核对出厂接口。确认 ADC＋UART3 组合，读回电源比例和串口用途。配置器与地面站端口按系统当前枚举结果选择。
5. 完成装机校准。确认整板朝向，完成加速度计、罗盘等原生校准；标定电压、电流，检查接收机、GPS 和输出顺序。
6. 按目标机型配置控制。出厂为 Quad X、CH1～CH4 DShot300。INAV 需在 Outputs 页面启用输出；其他机型按对应固件重新配置混控、失控保护及控制参数。

不同固件的刷写规则

HEX 自带地址，按对应工具的 HEX 下载流程操作；不能把 ArduCopter APJ 当成 BIN 写入 0x08000000。需要恢复 PX4 出厂值时，先备份，再依次执行 param reset_all、param save、reboot，重启后核对配置。

跨 AFatFS / FatFS 固件切换时，备份并校验 SD 文件，按目标固件说明处理 FREESPAC.E 存储文件，保留历史日志。通用镜像不包含单台设备的传感器校准、无线绑定和个人设置。

06 / 功能复用与电源监测

15 / AI1 / PC5 与 UART8 TX / PE1 并接，16 / AI2 / PC4 与 UART8 RX / PE0 并接；25 / PD8、26 / PD9 的 UART3 与 I²C4 的 PD12、PD13 共用焊盘。23 / 24 为独立的 I²C3 外置罗盘接口。

模式参数分别是 INAV ecf_io_mode、ArduCopter BRD_ALT_CONFIG、PX4 ECF_IO_MODE。Betaflight 通过对应的资源映射预设切换，不使用上述数字模式参数。出厂值为 INAV ecf_io_mode=1、ArduCopter BRD_ALT_CONFIG=1、PX4 ECF_IO_MODE=1。

1. 按所需组合连接外部电路，先排除同组设备同时连接。
2. 应用对应固件 presets/shared-* 预设；接口路由与串口外设协议分别配置。
3. 保存并正常重启，使接口路由生效。
4. 读回模式、端口协议与采样来源，核对未选 MCU 引脚为高阻、无内部上下拉。

可选 INA238 数字监测

参考配置为 7 位地址 0x45、0.5mΩ 分流器与 120A 换算量程，须与实际模块一致。选择模式 0 或 2 以启用 I²C4，停用 UART3。

• ArduCopter：设置 BATT_MONITOR=21 并重启，然后应用 presets/power-ina238.parm；BATT_I2C_BUS=2 对应物理 I²C4。切回模拟设置 BATT_MONITOR=4 并重启，再应用模拟标定参数。
• PX4：设置 SENS_EN_INA238=1 并应用对应数字监测预设，保存重启；切回模拟需关闭 INA238 驱动并恢复 ADC 参数。
• Betaflight / INAV：共享模式可切换，但当前没有原生 INA238 / INA226 电池后端，仅启用总线无法使用该电池监测功能。

07 / 模拟参数与标定

统一参考为 11∶1 电压分压、20mV/A 电流灵敏度（50A/V）、零偏 0。以下为出厂采样参数，装机后仍须标定。

Betaflight

vbat_scale = 110
vbat_divider = 10
vbat_multiplier = 1
ibata_scale = 200
ibata_offset = 0

INAV

vbat_scale = 1100
current_meter_scale = 200
current_meter_offset = 0

ArduCopter

BATT_MONITOR = 4
BATT_VOLT_PIN = 8
BATT_CURR_PIN = 4
BATT_VOLT_MULT = 11
BATT_AMP_PERVLT = 50
BATT_AMP_OFFSET = 0

PX4

BAT1_SOURCE = 0
SENS_EN_INA238 = 0
BAT1_V_CHANNEL = 8
BAT1_I_CHANNEL = 4
BAT1_V_DIV = 11
BAT1_A_PER_V = 50
BAT_V_OFFS_CURR = 0

更换底板后的标定

1. 确认实际分压电阻、分流器与放大器增益，预先核算最大采样电压不超过 3.3V。
2. 使用万用表测量实际输入电压，对照地面站读数调整电压比例，并在第二个电压点复核。
3. 记录零电流偏移，再使用已知负载与可靠电流参考进行至少两点校准。
4. 保存、重启并重新读取；验证电流方向、累计耗电量和报警阈值。

11∶1 在理想 3.3V ADC 条件下对应 36.3V 名义满量程，实际输出摆幅、器件误差与瞬态裕量须另外考虑。该满量程不适用于核心板 VIN 耐压或电源模块额定值。

08 / 外设与控制输出

INAV 的 ESC 遥测驱动按原生条件在启用电机输出后启动。串口 ESC 遥测与双向 DShot 使用不同信号线，须分别配置。

PX4 地面站标签为 UART1＝TEL1、UART3＝TEL2、UART4＝TEL3、UART5＝TEL4、UART6＝GPS1、UART7＝GPS2、UART8＝RC。默认 GPS2 接收机应连接物理 UART4；标签 GPS2 所在的 UART7 已用于 ESC 遥测。

CAN、罗盘与 SPI

DroneCAN 默认节点 10、1Mbit/s。Betaflight / INAV 默认 CAN1，可切到 CAN2，一次使用一路；ArduCopter 两路使用独立驱动；PX4 两路接口属于同一节点。CAN 收发器、终端及保护按底板和总线布置配置。

I²C3（23 / 24）保留给外置罗盘。Betaflight / INAV 优先探测外置罗盘，未发现时回退板载 MMC5983MA；ArduCopter / PX4 按原生驱动探测。SPI4 默认没有激活的外部传感器；AP / PX4 可通过对应参数启用第二颗受支持的 IMU，需另行校验型号与安装旋转。

八路输出

CH1～CH8 对应 PA0、PA1、PA2、PA3、PB1、PB0、PD14、PD15。CH1～4、CH5～6、CH7～8 分别属于 TIM2、TIM3、TIM4，同组频率和协议需要兼容。出厂仅 CH1～4 分配电机功能，DShot300、Quad X；后四路未分配电机用途。电机编号与旋向应按所选固件混控核对。

09 / 版本、验证与资料

本指南对应 2026 年 10 月 28 日固件版本：Betaflight 2026.6.2 r4、INAV 9.1.0 r5、ArduCopter 4.7.2 r4、PX4 v1.17.0 r3。各版本的编译与安装方法见对应源码包说明。

已完成四款固件逐一烧录与板载传感器基础调试。已检查源码编译、日志与接口配置，以及 CH1 / 3 / 5 / 7 的 PWM400、DShot300 波形检查。详细测试结果见对应版本的测试说明。

这些测试不代表整机已具备飞行条件。装机后仍需检查外设连接、传感器校准、供电负载与失控保护。

设计资料许可

ECF 原创硬件设计资料采用 CC BY-NC-SA 4.0（署名—非商业性使用—相同方式共享），包括核心板、极简底板及模拟电压电流计的原理图、PCB、BOM 和配套设计资料。允许非商业性复制、分享和修改；分享时须保留署名与协议链接、注明修改，修改后的资料按相同或兼容协议分享。

商业使用须事先取得作者单独授权。作者另行允许为非商业用途按实际成本代购元件、打板和组装，不得计入利润或以成本价代制名义开展营利销售。

上述许可与额外授权仅适用于 ECF 原创设计资料。第三方器件资料与库遵循各自许可。Betaflight、INAV、ArduPilot 保留 GPLv3，PX4 保留 BSD 3-Clause；第三方代码遵循各自许可。

固件标识与上游项目

标识用于识别对应固件项目：Betaflight、INAV、ArduPilot、PX4。本页介绍 ECF 板级适配，不代表上游官方认证或背书。

软件入口：GitHub / albert17github / ECF

硬件入口：立创 ECF 硬件项目。原理图、PCB、BOM 与附件可在项目页查看，复刻或修改前请核对对应工程与接线说明。

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