Dshot协议 | 飞控与电调的数字通信协议

阅读本文后，您将了解到DShot协议的基础知识，以及它在Betaflight固件中是如何与电调进行通信的具体内容。

DShot是一种用于电子速度控制器（ESC）的数字协议，专为多旋翼飞行器如穿越机设计。它由Felix（KISS团队的一员）开发，并在betaflight和其他开源飞控固件的支持下得到了广泛应用。DShot的特点是高可靠性、扩展性和性能，相比传统的PWM协议，它提供了更精确的控制和更高的数据传输速率。

优势在不需要像模拟信号那样进行电调校准。提供比模拟信号更高的分辨率，允许更精细的电机控制。由于采用数字信号和CRC校验，具有更好的抗干扰能力。支持遥测功能，能够获取ESC的状态信息，比如RPM（每分钟转速）。

除了标准的从飞行控制器到ESC的单向通信外，还有双向的DShot协议，支持ESC向飞行控制器发送电机电调的实时数据。

01、Dshot的版本

DShot协议主要包括四个版本：DShot150、DShot300、DShot600以及DShot1200。这些版本主要通过传输速率来区分：

● DShot150：每秒传输150,000位数据。

● DShot300：每秒传输300,000位数据。

● DShot600：每秒传输600,000位数据。

● DShot1200：每秒传输1,200,000位数据。

尽管这些版本都基于相同的底层技术，但它们的数据传输速率不同，这意味着更高的版本能够提供更快的响应时间和更精细的控制。

较低版本如DShot150适合那些不需要极高反应速度的应用场景；而较高版本如DShot600或DShot1200，则更适合于高性能飞行器，它们需要快速响应和精确控制来完成复杂的飞行动作。

但是，随着传输速率的增加，对连接稳定性的要求也随之提高。因此，在选择更高版本的DShot时，确保所有相关硬件（包括飞行控制器、接收机和ESC）都能支持所选版本，并且连线尽可能短且避免干扰是非常重要的。

DShot的不同版本提供了从基础到高级的各种选项，满足了从小型玩具无人机到专业级竞速飞行器等广泛的应用需求。理解和正确选择适合自己项目的DShot版本，不仅能提升设备的整体性能，还能确保更加流畅和可靠的飞行体验。同时，记住在DShot协议中，尽管波特率和比特率是两个不同的概念，但在数值上它们是相等的这一特点，有助于更好地把握该协议的技术细节。

02、Dshot数据帧结构

每个DShot数据帧包含16位，其中前11位用于油门信号，接下来的1位用于请求电调回传信息（遥测），接下就是最后4位用于循环冗余校验（CRC），以确保数据完整性。

● 数据：

最小值 00000000000(二进制)、0(十进制)

最大值 11111111111(二进制)、2047(十进制)

● 方向：

0(二进制)、0(十进制)：飞控→电调

1(二进制)、1(十进制)：飞控←电调

● CRC校验：

这4个校验位是对数据的11个油门值+1个方向问这12个位按每组4位分3组，然后把三组4位的数据进行异或计算(C语言运算符就是^)，计算结果取低4位作为这串数据的校验码插入。

假设有12位数据为 1101 1010 1110 (即二进制表示)，我们可以按照上面的方法来计算CRC

①分组：G1 = 1101, G2 = 1010, G3 = 1110

②异或：R1 = G1 XOR G2 = 0111, R2 = G2 XOR G3 = 0100

③最终CRC：CRC = R1 XOR R2 = 0011

因此，在发送时，完整的16位数据帧将是原始的12位数据加上计算出的4位CRC值 1101 1010 1110 0011

至于程序的实现方法就很各自各样了。

03、Dshot电平特性

DShot使用单线双向通信，通过改变高低电平的时间来表示二进制的0和1。用DShot600举例，一位时间大约为1.67微秒(1667纳秒)，其中0表示高电平时间为625纳秒，1表示高电平时间为1250纳秒。

一位Dshot信号的波形图

一帧Dshot信息的波形图

04、BateFlight中的Dshot协议

DShot-output

从介绍（https://betaflight.com/docs/development/dshot）中我们可以看出Batefilght中的Dshot协议有别与一般的Dshot协议用法，Batefilght在0 到47 设定了一些列的指令，从48 到 2047是留给油门的，一共2000个分辨率。进一步通过查看Batefilght源代码我们可以知道 0 到47分别代表什么指令。