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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 @0 A6 K0 H( G( d
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
& M v( Y1 u- X9 j2 w1 z+ i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
! T6 [0 N& X% ]- L$ @; f2 \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。" Q0 u3 B& B T- e+ Z. w' i9 V
8 f) {) d8 m. r
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 v8 ^/ v5 G( _# q# [) m" ]' b
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
9 j' P/ X% O9 M2 u; K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2 ]0 _& _; }7 j& }5 J
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2 t$ n# }5 G0 M: I( _- z
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2 r" k h r4 t9 E8 |/ a0 m
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
5 h5 A$ ]# E6 N; C6 b* O: z" M环境，提供一种实车驾驶的真实感觉。$ n; I: |* a3 a8 X1 u
作者所在实验室在广泛调研的基础上，开发了一套用于教" L: y: j# v* }3 _) H
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
4 r+ a5 S8 v- r3 b6 \. \4 @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
- q0 K0 _1 q& z8 m+ L驾驶训练模拟器中车速表驱动模块的软硬件实现。8 ]2 x/ ?4 r+ {+ N# m! U/ v5 H* n
+ a8 w3 ^* Q3 v& o; B; E. K: ]l硬件配置
, r p* V. r7 ]& z: C1 m2 ~% f* `车速表主要用来指示汽车行驶速度。所开发的驾驶训练模+ c/ Z3 W4 _ x( v& I; x, E
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
8 a: m& ~; G, E. i6 t) |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4 r' S6 ]. F3 a9 G7 l# S6 v& d4 c% g
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4 _$ @& o4 S6 g
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
2 C+ i, O v+ [2 R3 G( ^3 G7 K- }) @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
) }$ z$ }1 R; U0 V1 D4 U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4 G8 c3 w; B7 B! m. F2 l5 d6 v
指示出相应的车速。: _" @7 t& l/ @3 D- f
因此。在驾驶训练模拟器中为实现计算机对车速表的驱
: ]2 ]1 L& ~# A8 R2 Z动，开发了一个以AT89C51为核心的单片机系统。该系统通过
9 {6 J8 O7 R2 H6 N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
6 i2 ~$ Z2 a- a/ Y$ [! K+ d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- v) D$ c, G8 [出信号输入车速表的SP端，进而驱动车速表指针偏转。) i4 b B6 Z6 D. N
车速与传感器输出方波信号周期之间关系，经反复试验可
- `: s' n/ m6 L. v! F, X6 s2车速表与PC机间的串行通讯( B% M. H6 J. y, X( t$ t% L8 m a
系统选用由上位机与单片机串口通讯来传送数据。上位机% d1 x4 @) J6 Y/ V$ W) W0 m# |) S9 Z
将数据经串口通讯传送给单片机AT89C51．由单片机来完成仪
3 i5 K" ~) h$ P/ N2 J8 M* ^表的显示。
2 `3 |5 t1 P1 q9 h/ X1 ]9 X2．1硬件实现+ W# `" t3 N! G4 A4 S' s+ ?8 n
系统中，仪表板离计算机距离较近，因此采用RS一232接131 D2 E# w: V# t/ c0 ~
标准，电平转换芯片选用MCl489，将RS一232电平转换成’I孔/ T) i- ~- u9 f4 b; g+ N; u
电平。而单片机则选用ATMEL公司的AT89C51。PC机按照公2 T- {7 \% R. T( U* y& l
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，
2 \3 |6 r/ q5 l/ x7 \' A" m- {1 `7 M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9 n0 X9 V7 E9 B5 w0 Q( w; b$ F3 {
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
" B+ N7 @* B. x7 S8 H(车速表指示范围为15—200kin·h。1)。
2 `6 F3 e/ V; A4 q& Z2．2软件实现
, i. {; P. U! e现在PC机上的大多数基于WindOWS系统的可视化语言都
2 W p# l) E( V( L能实现串行通讯功能，作者采用了Visual C++，单片机部分采用
$ `! ?6 b$ P% T3 }0 b8 _) d" k1 A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
: C" b# r! {- N. z6 s# u1 `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0 B, _8 n/ u2 m4 a7 L+ g
波，从而驱动车速表。# y, h4 O/ S( o, l
串13通讯采用单工异步通信方式，数据传送采用串行口方7 N! u1 p$ e: o6 e. F2 Q" g% u7 i
式l。双方约定：波特率为4800b／s；数据格式为8个数据位，1个4 w; \- H4 H4 i& @7 P: N
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# k' R) f( [0 F' e) e3 g; M
数据。单片机用中断方式接收数据。# O) {" O/ y4 E" O* [4 {- \
9 W; I, `. w; X5 E; J) P/ u$ ^( e, U0 D* y: L
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发表于 2019-12-23 18:22
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