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摘要：主动式汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车驾驶操作，并能在主要性能上获得与实车相同感觉的汽车驾驶训练仿7 @8 n" `# Y$ w R( T! o
真教学设备．它一般由机械装置部分、传感器电路、软件部分和显示设备组成。其中车速表驱动模块是其一个重要组成部) f, N5 K) l$ w' |+ y3 M
分。作者设计了驾驶训练模拟器车速表驱动模块的硬件电路，编制了单片机控制程序，最后利用VC++编写了计算机与单片
1 c" S5 f8 A L* _. v机之间的串口通讯驱动程序。实现了计算机对车速表的驱动。
' M% Z: i( q. F& q) H a% r* j% s/ H4 g: z
主动式汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车驾驶操作，
7 O v: t2 z) |' J并能在主要性能上获得与实车相同感觉的汽车驾驶训练仿真3 f. P( \, Z' d! ~$ ?/ N: [
教学设备。它是应用计算机三维实时动画技术、多媒体技术、网. o( U u% \4 c) e$ T7 A
络通讯以及人工智能等当前的先进技术研制成的高新技术产& U. [+ w5 R- U7 o" P. v& N
品。它主要应用计算机三维图形学和虚拟现实等先进技术模拟0 Z' C3 a. h3 T( d
车辆行驶环境．使用实车驾驶操作装置和仪表等模拟驾驶操作
R: \( P B v- {% h环境，提供一种实车驾驶的真实感觉。0 J# o s. ]2 \
作者所在实验室在广泛调研的基础上，开发了一套用于教
0 k, ]5 X% u5 T9 s学和科研的主动式汽车驾驶训练模拟器，该系统主要由机械装# o# ?: @( E/ M& K+ s
置部分、传感器电路、软件部分和显示设备组成。本文主要介绍
! D7 m1 @, o* V% f驾驶训练模拟器中车速表驱动模块的软硬件实现。
! v4 v9 _6 v( k0 `2 W9 ]2 |& t$ h/ }' L* Q: B" d# g- C A
l硬件配置1 `: K# x9 `& f# {% s+ }
车速表主要用来指示汽车行驶速度。所开发的驾驶训练模0 r3 ]: d0 P8 Z7 q* f5 M$ ~
拟器中采用北京切诺基汽车组合仪表板，该仪表板将车速表和
2 x& i7 o) G" b里程表组合使用。车速表的结构型式为指针式电子车速表，主& k! V0 B. h4 ~1 M' w1 e/ B
要由车速传感器、电子电路、车速表表头等组成。车速传感器安! f! v# M/ V" f Z5 b/ W" R6 I
装于变速箱输出轴上，当汽车以不同车速行驶时，由车速传感6 D: ?4 X" `. ]% ^
器产生与车速成正比的方波电压信号，经电子电路整形、变换4 r! w# ~' T- q) F, g. ^& Z% [( G
之后输出一个与车速成正比的电流信号，驱动车速表指针偏转
( B0 S; E% W& ?2 B( T0 O指示出相应的车速。/ s1 z8 ~/ @) `4 u. N) U/ x
因此。在驾驶训练模拟器中为实现计算机对车速表的驱
4 y# |1 b" W& D6 i% ^1 J( b0 n1 N动，开发了一个以AT89C51为核心的单片机系统。该系统通过
, A. H7 |+ {6 s串I：I接收计算机中的关于行车速度的数据后。利用D／A转换芯
' g/ q" Z0 d5 ?, f片输出一个与车速成比例的方波电压信号，模拟车速传感器输: g- A1 a4 M$ n
出信号输入车速表的SP端，进而驱动车速表指针偏转。
! V9 p; M3 a! ?! B4 ~车速与传感器输出方波信号周期之间关系，经反复试验可2 i* B7 V T9 N m& B
2车速表与PC机间的串行通讯: ?+ I# n- _" v% }- \0 h0 G5 Z& }
系统选用由上位机与单片机串口通讯来传送数据。上位机
7 t- c7 I+ n- L% S9 O7 @5 s. x1 [将数据经串口通讯传送给单片机AT89C51．由单片机来完成仪( T4 C# X; T0 ]) y& w8 {
表的显示。
, i" j7 @! n/ y8 @% y _2．1硬件实现: f; z `+ S6 ^( u, e) O/ N5 q$ O
系统中，仪表板离计算机距离较近，因此采用RS一232接138 c$ }6 H6 Z* H/ x n
标准，电平转换芯片选用MCl489，将RS一232电平转换成’I孔) m, T% `1 t1 W' U( s
电平。而单片机则选用ATMEL公司的AT89C51。PC机按照公3 e* \1 ]: ^/ G2 G
式f1)根据实时车速值计算得出的方波周期经串口输入单片机，1 B% u; q4 K! I
单片机接收到PC机发来的数据后．利用D／A转换芯片输出相
2 r1 P( u9 [, `/ n. B+ a7 P ~应周期的方波给车速表的SP端。进而驱动车速表指针的转动) @4 p7 b$ b7 C9 Q L2 }
(车速表指示范围为15—200kin·h。1)。: w+ O8 k% y/ Q* N$ c! r
2．2软件实现! m8 q: O6 Y4 i/ l
现在PC机上的大多数基于WindOWS系统的可视化语言都7 z3 e7 i5 k# A# j O% Z5 }
能实现串行通讯功能，作者采用了Visual C++，单片机部分采用
1 Y: M. ]4 o7 P了汇编语言。通讯部分是将PC机计算得到的方波周期通过串
0 @, j# g' z0 K' b口发送给单片机，经过单片机控制电路转化为不同频率的方
. p1 J1 j% x2 G0 T* q, b波，从而驱动车速表。
+ E R* M/ @ s* \% C串13通讯采用单工异步通信方式，数据传送采用串行口方4 h3 x* V- ^1 K2 ]
式l。双方约定：波特率为4800b／s；数据格式为8个数据位，1个6 Q% G) J' R" i3 `& B: I& s
停止位，无奇偶校验；传送方式为PC机采用事件驱动方式发送
( T, b! |( |2 J9 m数据。单片机用中断方式接收数据。. U C- e, w3 x! z" } j/ i* y, L
; |- V2 C8 p$ {( U& p& ]
" x r! r5 {% }1 e" J! F' U3 v/ I4 ^1 b: r% P4 N+ L$ B- S
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发表于 2019-12-23 18:22
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