汽车驾驶模拟器的设计与开发

汽车驾驶模拟器的控制系统设计

摘   要

汽车驾驶模拟器是一种能够正确的模拟汽车的驾驶动作，用来获得与实车驾驶相同感觉的仿真系统设备。采用它与实车驾驶相结合的培训方式，可以提高培训效率，缩短培训周期，其现实的意义重大。本文主要针对汽车驾驶模拟器的控制系统进行设计，详细的介绍了汽车驾驶模拟器的信号采集对象——驾驶舱操作触感系统，处理以及采集元件的选择和采集电路的设计，完成了对汽车驾驶模拟器的转向操纵机构、变速操纵机构、三踏板的信号采集。其次讨论了基于单片机ATmega 128控制下的控制电路设计，其中还选用了DM7404六电压转换器，LM324四低功率运算放大器，74LS244锁存器，8253可编程计数/定时器等芯片的运用，并采用PC语言编写系统程序，来实现对汽车驾驶模拟器操纵机构及显示器的控制。

关键字：驾驶模拟器 控制系统 设计

The Design of Controlling System for Automabilism Simulator(AS)

Abstract

...

Keyword: the driving acting of simulator ；The control system ; Design

 

目  录

摘   要 i

Abstract ii

目  录 iii

第一章  绪 论 1

1.1 本课题研究的目的与意义 1

1.2 我国汽车驾驶模拟器研究现状和发展趋势 1

1.3 本文研究的主要内容 2

1.4 本章小结 2

第二章  汽车驾驶模拟器简介 3

2.1 汽车驾驶模拟器结构 3

2.2 汽车驾驶模拟器工作原理 3

2.3 汽车驾驶模拟器分类 3

2.3.1 简易汽车驾驶模拟器 3

2.3.2 被动式汽车驾驶模拟器 3

2.3.3 单屏幕主动式汽车驾驶模拟器 4

2.3.4 三屏幕主动式汽车驾驶模拟器 4

2.3.5 液压伺服体感模拟器 4

2.4 本章小结 4

第三章  驾驶舱操纵系统机构的信号采集 5

3.1 转向操纵机构的信号采集 5

3.1.1 转向操纵机构 5

3.1.2 转向操纵信号采集传感器的选择 6

3.2 三踏板机构的信号采集 8

3.2.1 三踏板机构 8

3.2.2 三踏板信号采集传感器的选择 9

3.3 变速操纵机构的信号采集 11

3.3.1 变速操纵机构 11

3.3.2 变速操纵信号采集传感器的选择 11

3.4 本章小结 12

第四章  信号处理与控制电路设计 13

4.1 单片机的选择 14

4.2 电源模块的电路设计 14

4.3 信息处理电路设计 15

4.3.1 三踏板信息处理的电路设计 15

4.3.2 变速操纵机构信号处理的电路设计 16

4.4 控制模块的电路设计 18

4.4.1 组合仪表的控制电路设计 18

4.4.2 串口通信模块电路设计 19

4.5 信号处理与总控制电路图设计 21

4.6 本章小结 22

第五章  软件程序编写 23

5.1 单片机主控程序编写 23

5.2 单片机接受程序编写 24

5.3 单片机发送程序编写 25

5.4 单片机子模块程序编写 26

5.4.1  变速操作机构信息处理模块 26

5.4.2 仪表控制模块 27

5.5 本章小结 31

第六章 系统的抗干扰措施 32

6.1  数字滤波 32

6.2 指令冗余和“看门狗” 32

6.3 提高RAM资料可靠性 32

6.4 本章小结 32

结  论 33

参考文献： 34

致   谢 35

附 录 36