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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
/ A/ `" ^$ H3 j8 p, e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
% o: L. k/ n9 m# x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0 F; s& c) E. W; K' X9 @1 o
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。! \/ c) ~& r3 x. a. A
, }3 b" j z2 V5 `9 ^
主动式汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车驾驶操作，
# b4 F- E: ]! l7 n6 U8 c/ B; E& |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 @2 P5 ~, B! b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' P4 B/ o- |1 M6 `& X" P) T
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
4 X1 |* k0 C4 m! W% V2 r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$ G( c6 q5 j& ^. [7 N: U! 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3 U6 R/ f- P6 x
环境，提供一种实车驾驶的真实感觉。2 `: J2 ^0 ? ]9 g
作者所在实验室在广泛调研的基础上，开发了一套用于教
: r- G2 \8 c% F1 A; ~9 g4 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
8 B% P9 v% A& d# X- D; z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
$ }- i$ H2 s8 b ?4 e驾驶训练模拟器中车速表驱动模块的软硬件实现。5 ^- h, O' e3 J6 F5 I
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l硬件配置
* H* b6 f% \1 V6 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
- y! j. Q% Z: Y6 M+ j; J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 J1 R/ L2 p6 R7 k' f! n' ?
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
, h' `% c3 g% D+ v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
8 a9 a1 d. l3 l, ~% @% T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
4 `# K5 I' Z" T+ | T! 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
5 x# e5 L) B3 ?7 A( Z8 Q& 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
' K% ?, }2 y( b0 W6 b) b指示出相应的车速。
/ l$ o2 P2 n0 x+ O" n7 l4 L因此。在驾驶训练模拟器中为实现计算机对车速表的驱
- }4 p' i0 c. P& o1 B动，开发了一个以AT89C51为核心的单片机系统。该系统通过0 U; W5 q& Y- _$ j
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" t% i/ L# G/ n$ Q
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2 E8 `+ J1 I% q
出信号输入车速表的SP端，进而驱动车速表指针偏转。
, D' P6 K) ]. |! }车速与传感器输出方波信号周期之间关系，经反复试验可
, g" S- v9 p. `/ m3 ^7 A) l# o1 d2车速表与PC机间的串行通讯7 s* a1 ?0 h6 C# L! e; x
系统选用由上位机与单片机串口通讯来传送数据。上位机" Y3 g& p m& U' G
将数据经串口通讯传送给单片机AT89C51．由单片机来完成仪
2 ]7 \5 b8 f6 s9 w表的显示。/ |- o: C' y! M7 x( E* i
2．1硬件实现, p: ]. w; \( h* E
系统中，仪表板离计算机距离较近，因此采用RS一232接13
L& H) I, A2 m# o9 ]; }" C标准，电平转换芯片选用MCl489，将RS一232电平转换成’I孔! `! ?% [9 P4 O3 E( x
电平。而单片机则选用ATMEL公司的AT89C51。PC机按照公; A n& F9 Y7 D) f x: X
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，
0 ?6 \( Z& K: S0 x% Y- [+ R6 H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) d: m9 L6 {; ]1 e6 e- x `6 X
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8 M1 `+ G X8 N7 `. Z {
(车速表指示范围为15—200kin·h。1)。% @; W& _& _. y, y5 v
2．2软件实现4 _# e4 r. E0 b3 Z2 l! T# t
现在PC机上的大多数基于WindOWS系统的可视化语言都
) l: K6 ~ Q7 X- e能实现串行通讯功能，作者采用了Visual C++，单片机部分采用
% {. _& `( I- H8 D/ l/ [8 |! X) M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: [- A4 Q4 o' H4 p* g5 t
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& J/ j4 m8 v |! Y4 [. E+ K: L9 x7 W
波，从而驱动车速表。5 y( ?) [/ d! C) g2 M
串13通讯采用单工异步通信方式，数据传送采用串行口方
& R4 w; `* y+ {3 O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 P6 P9 D- @" g) r4 q& p
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
9 |, q2 j( m! r9 @5 s! W3 l; g数据。单片机用中断方式接收数据。
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; C- U( R. Q! p6 s
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发表于 2019-12-23 18:22
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