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本篇指南以 PX4-Autopilot 官方文档中 kakuteh7-wing.md 为主体，结合仓库内 boards/holybro/kakuteh7-wing 的板级源码（默认构建配置、引脚与定时器定义、传感器初始化脚本、NuttX 内核配置），完整讲解 Holybro Kakute H743-Wing 固定翼/VTOL 飞控在 PX4 平台上的移植接入过程：包括出厂 Betaflight 固件下的 PX4 引导程序刷写、固件编译与安装、串口映射与默认功能，以及系统控制台的启用。读者学完后可以独立完成该飞控的 PX4 固件安装与基础调试。

本文所述内容针对当前仓库（PX4 v1.16 及以上版本）中的板级实现。PX4 项目本身不生产该飞控，硬件支持与合规问题请联系制造商 Holybro。

硬件概览与板级特性

Holybro Kakute H743-Wing 是一款面向固定翼（Fixed-wing）与 VTOL 应用设计的完整功能飞控，核心硬件特性如下：

• 主控：STM32H743 处理器，运行频率 480 MHz，属于 Cortex-M7 架构（见 default.px4board 中CONFIG_BOARD_ARCHITECTURE="cortex-m7"与CONFIG_ARCH_CHIP_STM32H7=y）。
• 总线与外设：支持 CAN Bus，具备即插即用的 GPS、CAN、I2C 接口。
• 视频与电源：双摄像头支持与切换（CAM Switch）、ON/OFF 图传电源开关（Pit Switch）、5V、6V/8V、9V/12V BEC 输出。
• PWM 输出：M1 ~ M14 共 14 路电机/舵机信号输出。
• 板级标识：firmware.prototype 中定义board_id = 1105，镜像最大尺寸为 1,703,936 字节（约 1.63 MB），描述为 "Firmware for the Holybro KakuteH7-Wing board"。

从板级源码看，该板已被完整纳入 PX4 的构建体系：

• default.px4board 启用了一系列固定翼/VTOL 相关的模块，例如CONFIG_MODULES_FW_ATT_CONTROL、CONFIG_MODULES_FW_LATERAL_LONGITUDINAL_CONTROL、CONFIG_MODULES_FW_MODE_MANAGER、CONFIG_MODULES_VTOL_ATT_CONTROL、CONFIG_MODULES_AIRSPEED_SELECTOR、CONFIG_DRIVERS_DSHOT、CONFIG_DRIVERS_UAVCAN、CONFIG_DRIVERS_OSD_ATXXXX等，同时保留多旋翼控制模块（CONFIG_MODULES_MC_*），以满足 VTOL 复合模式的姿态控制需求。
• 传感器驱动方面启用了CONFIG_DRIVERS_IMU_INVENSENSE_ICM42688P、CONFIG_DRIVERS_IMU_ST_LSM6DSV、CONFIG_DRIVERS_BAROMETER_BMP280、CONFIG_DRIVERS_BAROMETER_GOERTEK_SPA06，与 rc.board_sensors 中的探测逻辑一一对应。

该飞控为制造商支持（Manufacturer Supported）的 PX4 兼容板，详见 autopilot_manufacturer_supported.md。

购买渠道

该飞控可从 Holybro 官方商店购买：https://holybro.com/products/kakute-h743-wing（原始文档中给出的示例渠道，此处仅作信息参考）。

连接器与引脚定义

下表汇总了文档给出的板载连接器与 PX4 默认功能映射：

对应地，default.px4board 中通过CONFIG_BOARD_SERIAL_*将各串口设备绑定到默认功能：

CONFIG_BOARD_SERIAL_GPS1="/dev/ttyS0" CONFIG_BOARD_SERIAL_GPS2="/dev/ttyS1" CONFIG_BOARD_SERIAL_TEL1="/dev/ttyS2" CONFIG_BOARD_SERIAL_TEL2="/dev/ttyS3" CONFIG_BOARD_SERIAL_TEL3="/dev/ttyS5" CONFIG_BOARD_SERIAL_RC="/dev/ttyS4"

在板级头文件 src/board_config.h 中还可以看到更多硬件细节：

• RC 输入：RC_SERIAL_PORT "/dev/ttyS4"（USART6），支持 PPM（GPIO_PPM_IN，TIM8 CH2 / PC7）与串口遥控信号复用。
• 摄像头切换：GPIO_CAM_SWITCH（PC13），CAM_SWITCH_CAM1输出低电平、CAM_SWITCH_CAM2输出高电平，由固件通过px4_arch_gpiowrite控制，可据此在双摄像头之间切换。
• 图传供电：GPIO_VTX_9V_EN（PE3）用于控制 9V 图传电源的开关，即文档所述 ON/OFF Pit Switch。
• 蜂鸣器：TONE_ALARM_TIMER 17（TIM17）驱动压电蜂鸣器。
• ADC：支持双电池电压/电流采样（ADC_BATTERY1/2_VOLTAGE_CHANNEL、ADC_BATTERY1/2_CURRENT_CHANNEL）、5V 监控（ADC_SCALED_V5_CHANNEL）以及 RSSI 输入（ADC_RSSI_IN_CHANNEL），对应BOARD_NUMBER_BRICKS 2。

PX4 Bootloader 更新（出厂 Betaflight 固件）

背景说明

该飞控出厂预装Betaflight固件。由于 Betaflight 使用自己的引导程序，在安装 PX4 固件之前，必须先刷写 PX4 引导程序（PX4 bootloader）。

刷写所需的引导程序二进制文件即 extras/holybro_kakuteh7-wing_bootloader.bin（仓库板级目录中已附带预编译的 .bin；原始文档提供的 .hex 版本亦可在对应资源位置下载）。完整的刷写步骤请参阅 bootloader_update_from_betaflight.md。

三种刷写工具

根据 bootloader_update_from_betaflight.md，可选择以下任一工具：

1. Betaflight Configurator（图形界面，最简单）：连接飞控 → 打开 Configurator → 点击Load Firmware [Local]→ 选择引导程序二进制文件 → 刷写。注意较新版本的 Configurator 可能不再支持非 Betaflight 引导程序更新，失败时可改用其他工具。

2. dfu-util（命令行）：先让飞控进入 DFU 模式（按住 BOOT 按钮的同时插入 USB 线，上电后松开按钮），然后执行：

   dfu-util -a 0 --dfuse-address 0x08000000 -D build/<target>/<target>.bin

   刷写完成后重新上电（不要按住 BOOT 按钮）即可。

3. dfuse（Windows 图形工具）：使用该工具刷写<target>.bin文件。

安全提示与参数擦除

• 上述 DFU 刷写方式是安全的：STM32 的 DFU 引导程序不会被覆盖，即使刷写失败也能再次进入 DFU 模式重新安装固件。

• 对于部分 Kakute 系列板（如 Kakute H7 v2、H7、H7 mini），首次刷写时可能需要先执行一次强制擦除命令以修复参数保存问题：

  dfu-util -a 0 --dfuse-address 0x08000000:force:mass-erase:leave -D build/<target>/<target>.bin

  该命令可能报错，可忽略；执行完毕后再次进入 DFU 模式完成常规刷写。Kakute H743-Wing 的引导程序源码头文件 src/hw_config.h 中定义了BOARD_TYPE 1105（与 firmware.prototype 一致）、APP_LOAD_ADDRESS 0x08020000、BOARD_FLASH_SECTORS 13、BOARD_FLASH_SIZE (16 * 128 * 1024)等引导参数，供引导程序在 DFU 模式下识别目标板与内存布局。

自行编译引导程序

大多数 PX4 板级目标都提供了_bootloader构建目标。可通过make list_config_targets查看全部目标（输出中会包含holybro_kakuteh7_bootloader、holybro_kakuteh7v2_bootloader、holybro_kakuteh7mini_bootloader等同系列条目）。构建命令为：

git clone --recursive https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git cd PX4-Autopilot make <target> # 例如: holybro_kakuteh7mini_bootloader

重新安装 Betaflight

如需从 PX4 切换回 Betaflight：

1. 先将 PX4 参数备份导出到 SD 卡（参见 parameters_and_configurations.md 中关于导出与加载参数的说明）；
2. 按住bootloader按钮的同时连接 USB 线；
3. 使用 Betaflight Configurator 按常规方式刷写 Betaflight 固件。

构建 PX4 固件

在已克隆的 PX4-Autopilot 仓库中，为该板构建固件的命令为：

make holybro_kakuteh7-wing_default

该目标对应板级配置 boards/holybro/kakuteh7-wing/default.px4board，工具链为arm-none-eabi，架构为cortex-m7。构建环境的准备可参考 building_px4.md。

构建配置要点

从 default.px4board 中可以归纳出该板固件的关键特性：

• 外设驱动：板载 ADC、BMP280/SPA06 气压计、SMBUS 电池、CDCACM（USB 虚拟串口）、DShot、GPS、ICM42688P/LSM6DSV IMU、ATXXXX（MAX7456）OSD、PWM 输出、RC 输入、蜂鸣器、UAVCAN 均已启用。
• 功能模块：EKF2 估计器、控制分配器（Control Allocator）、飞行模式管理、固定翼/多旋翼/VTOL 姿态与速率控制、空速选择、电池状态、MAVLink、导航器、日志记录（Logger）等。
• 系统命令：包含bl_update（引导程序更新）、dmesg、hardfault_log、mft（内存文件传输）、nshterm、param、reboot、sd_bench、top、topic_listener、usb_connected、ver、work_queue等调试与维护命令。
• 任务容量：支持 1000 个任务点（CONFIG_NUM_MISSION_ITEMS_SUPPORTED=1000）。

PWM 输出与定时器映射

src/timer_config.cpp 定义了 14 路 PWM 输出的底层定时器通道映射，共使用 6 个 IO 定时器（TIM1、TIM4、TIM5、TIM15、TIM3、TIM2）：

• M1~M4 映射到 TIM1 的 CH1~CH4；
• M5、M6 映射到 TIM4 的 CH3、CH4（注意注释说明 TIM4 CH4 在 STM32H7 上无 DMAMUX 映射，无法做 BDShot 遥测回读，但 DShot 输出不受影响）；
• M7、M8 映射到 TIM5 的 CH1、CH2；
• M9、M10 映射到 TIM15 的 CH1、CH2（TIM15 无 TIM_UP DMA，不能用于 DShot）；
• M11、M12、M13 映射到 TIM3 的 CH2、CH3、CH4；
• M14 映射到 TIM2 的 CH1。

这与 src/board_config.h 中DIRECT_PWM_OUTPUT_CHANNELS 14、BOARD_NUM_IO_TIMERS 6的定义相互印证。

安装 PX4 固件

版本要求：Kakute H743-Wing 自PX4 v1.16起获得官方支持；在更早的版本上需要手动构建并安装固件。

固件可通过以下任一常规方式安装：

1. 源码构建并直接上传：

   make holybro_kakuteh7-wing_default upload

2. 使用 QGroundControl 加载固件：参考 firmware.md，可以选择预编译固件或自己构建的固件。刷写完成后即可进入地面站的传感器校准与机架选择流程。

串口映射

不同串口在 NuttX 下的设备节点、物理端口与默认功能如下：

这些映射与 default.px4board 中的CONFIG_BOARD_SERIAL_*完全一致。从 nuttx-config/nsh/defconfig 可以看到底层串口的 NuttX 配置细节：

• UART7 启用了硬件流控（CONFIG_UART7_IFLOWCONTROL=y、CONFIG_UART7_OFLOWCONTROL=y）以及 RX/TX DMA，默认波特率 57600，与 TELEM3 的流控需求对应；
• USART3 启用了 RX/TX DMA（TELEM1）；
• 所有串口默认波特率均为 57600。

此外，NuttX 配置中启用了CONFIG_STM32H7_SDMMC2=y（SD 卡）、CONFIG_STM32H7_I2C1/I2C2/I2C4（GPS 罗盘等 I2C 外设）、CONFIG_STM32H7_SPI1/SPI2/SPI3以及 USB CDC ACM（CONFIG_CDCACM_PRODUCTSTR="PX4 KakuteH7-Wing"、CONFIG_CDCACM_VENDORSTR="Holybro"，Vendor ID 0x3162），方便 PC 端识别设备。

传感器与板载外设的初始化

init/rc.board_sensors 展示了该板传感器初始化的“备选降级”策略，与 src/spi.cpp 中的 SPI 总线定义一一对应：

board_adc start # 板载 SPI IMU（同一 CS 片选，SPI3）：优先 ICM42688P，失败则回退 LSM6DSV if ! icm42688p -R 2 -s -q start then lsm6dsv -R 2 -s start fi # 板载气压计：优先 BMP280，失败则回退 SPA06 if ! bmp280 -I -b 4 -q start then spa06 -I -b 4 start fi # MAX7456 OSD：若 OSD_ATXXXX_CFG 参数非 0 则启动 if ! param compare OSD_ATXXXX_CFG 0 then atxxxx start -s fi

src/spi.cpp 定义了三条 SPI 总线：

• SPI1：预留 BMI088 加速度计/陀螺仪片选（该板实际未焊接，片选引脚已在设备表中声明）；
• SPI2：ATXXXX（MAX7456）OSD 芯片，片选为 PB12；
• SPI3：板载 IMU，ICM42688P 与 LSM6DSV 共用片选 PE12，LSM6DSV 额外使用 PE15 作为数据就绪（DRDY）引脚。

板级默认参数在 init/rc.board_defaults 中设置：

param set-default BAT1_V_DIV 18.1 param set-default BAT2_V_DIV 18.1 param set-default BAT1_A_PER_V 36.367515152 param set-default BAT2_A_PER_V 36.367515152 param set-default OSD_ATXXXX_CFG 1

即双电池电压分压比（BATx_V_DIV）默认为 18.1、电流每伏安培数（BATx_A_PER_V）默认 36.367515152，OSD 默认启用（OSD_ATXXXX_CFG 1）。若实际使用的电流计/分压电阻不同，可在 QGroundControl 中按硬件手册重新校准这些参数。

调试端口：系统控制台

Kakute H743-Wing 将UART8的 RX/TX 配置为系统控制台（System Console）使用，设备节点为/dev/ttyS6（物理引脚 R8、T8）。

从 nuttx-config/nsh/defconfig 可以看出控制台的底层配置：

CONFIG_UART8_SERIAL_CONSOLE=y CONFIG_UART8_BAUD=57600 CONFIG_SYSTEM_NSH=y

即 UART8 被指定为 NuttX 串行控制台（默认波特率 57600），PX4 的 NSH shell 可通过该串口访问，用于固件调试、参数查看与底层系统维护。此外CONFIG_STM32H7_SAVE_CRASHDUMP=y与CONFIG_SYSTEMCMDS_HARDFAULT_LOG=y表明发生硬错误（hardfault）时会保存崩溃转储，便于通过控制台或日志排查问题。

关于如何使用控制台（连接方式、常用命令、波特率等），请参考 system_console.md 的详细说明。

小结

Holybro Kakute H743-Wing 在 PX4 中属于制造商支持的完整移植板：官方文档给出了从 Betaflight 引导程序刷写、固件构建安装到串口映射与控制台调试的完整操作路径，而仓库内的板级源码则从构建配置（default.px4board）、引脚/定时器定义（src/board_config.h、src/timer_config.cpp）、SPI 传感器拓扑（src/spi.cpp）与 NuttX 内核配置（nuttx-config/nsh/defconfig）等多个层面印证并深化了这些操作。对于固定翼/VTOL 开发者，这提供了从拿到一块全新 Kakute H743-Wing 到跑起 PX4 的完整参考路径。

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