很多小伙伴玩家都不太清楚驾驶模拟器2|汽车驾驶模拟器单片机系统的设计与研究，那么今天解雕侠小编给大家带来一篇 相关的文章，希望大家看了之后能有所收获，最后请大家持续关注我们！
汽车驾驶模拟器是能够正确模拟汽车的驾驶和操纵动作，获得真车驾驶感受的仿真系统。 目前的汽车驾驶模拟器综合了传感器、计算机3D实时动画、计算机界面、人工智能、数据通信、网络、多媒体等多种先进技术，主要用于驾驶员培训，也可以模拟微观交通。 研究了车辆的控制特性。 该汽车驾驶模拟器具有安全性高、重现性好等特点。 利用驾驶模拟器进行研究和训练，可以方便地模拟各种道路环境和天气条件，分析汽车的技术性能指标，从而节约大量自然资源，具有很高的经济价值。
在汽车驾驶模拟器中，传感控制系统的性能直接影响到整个汽车驾驶模拟系统的交互性和实时性，是衡量汽车驾驶模拟器实际性能的重要指标。 传感器控制系统主要由各种传感器、数据采集与处理系统、接口电路等组成。 其中，数据采集与处理系统是整个传感器控制系统的核心。 目前，很多汽车驾驶模拟器都采用数据采集卡来采集控制数据。 基于数据采集卡的数据采集和处理系统成本比较高，模拟量的采集也不是很稳定。 算法处理的是模拟量驾驶模拟器2，接口数量也很有限，给后续开发带来一定的困难。 基于单片机的数据采集系统虽然开发周期长，但成本相对较低，接口扩展性好。 交互性和实时性要求。 下面介绍汽车驾驶模拟器单片机系统的设计思路。
1 系统如何运作
在模拟汽车运动时，传感器采集驾驶员的操纵数据，通过接口电路对这些信号进行放大、滤波，并对模拟信号进行A/D转换，最后由单片机系统将控制信号传送给驱动程序通过 RS-232 接口。 主计算机。 在仿真程序中，计算机根据控制信号、汽车运动状态和驾驶操作规律，控制视觉系统、音响系统、仪表系统和评价系统。 利用单片机系统驱动程序中的相应函数，可以将单片机系统采集到的信号转换成控制小车运动状态和位置的参数。 当驾驶员进行模拟驾驶时，单片机系统采集的数据会根据驾驶员的驾驶操作实时变化，从而在驾驶模拟器的视觉系统中实现对车辆运动状态和位置的控制。 控制系统的精度由仿真程序控制。 内部算法保证。
图1 系统工作流程
汽车行驶过程中的基本控制元件是方向盘、油门、离合器、制动器和档位，另外还有点火开关、转向指示灯等辅助控制元件。 与真实汽车驾驶一样，这些控制部件的协同工作可以在虚拟场景中控制汽车模型，驾驶教练和场景的变化是实时交互的。 系统通过传感器感知到驾驶教练对控制部分的操作后，系统通过处理计算得到车模的控制参数，最终根据这些参数控制视觉系统的渲染输出，驾驶教练将实时处于虚拟场景中。 观察所驾驶车辆的运行情况。 系统工作流程如图1所示。
2 单片机系统设计
2.1 传感器的选择
汽车驾驶模拟器的主要控制信号如表1所示。
汽车驾驶模拟器主要需要采集方向盘、离合器、刹车、油门、6挡、手刹等信号。 使用的传感器包括开关传感器、位移传感器和角位移传感器。 角位移传感器用于方向盘； 位移传感器用于离合器、制动器和加速器； 开关传感器用于点火、手刹和换档。
经过综合考察比较，选用TWZ型直流位移传感器、QXJ-BZ-V型角位移传感器和对射式光电开关分别作为线位移、角位移和开关量传感器。 其中，TWZ型直流位移传感器的分辨率为10μm，QXJ-BZ-V型角位移传感器的分辨率为0.01o，对射型光电开关的响应时间为20μs。 实践证明，选用的传感器完全满足汽车驾驶模拟器的控制要求，取得了良好的效果。
2.2 硬件电路设计
汽车驾驶模拟器的传感器控制系统需要完成开关量和模拟量的采集和处理，指示灯和仪表的显示控制，以及与主控计算机的数据传输。 根据以上要求，主控芯片采用Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，完全兼容标准MCS-的管脚和命令系统51 产品。
芯片内含8K flash可编程可擦除只读存储器()、256 B内部随机数据存储器(RAM)，已经可以满足系统编程的需要驾驶模拟器2，因此无需扩展外部程序存储器和数据存储器。
由于本系统中需要处理的开关量和模拟量较多，故选用8255扩展输入输出接口。 P1口作为模拟量输入输出的A/D、D/A转换接口。 A/D和D/A转换芯片分别被选中，芯片选择信号由高地址线P2提供。 8255的扩展接口作为开关量的输入输出，8255的端口选择和片选信号由低地址线锁存后提供。
此外，还提供了具有多级通讯功能的全双工串行接口，可用于与主控计算机通讯。 由于RS-232串行通讯口是PC机的标准接口，使用RS-232进行双向数据通讯时接线非常简单，所以选择RS-232作为通讯接口。 但是RS-232的输出信号既有正电压，也有负电压，所以选用半导体公司的RS-232接口芯片来实现信号转换。 图2是汽车驾驶模拟器单片机系统的硬件电路示意图。
图2 系统硬件电路图
2.3 软件系统设计
汽车驾驶模拟器的MCU软件系统需要完成模拟量和开关量的采集和处理、串行数据的发送和接收、控制信号的输出和显示、故障的监测和保护等功能。 软件采用模块化设计理念，采用汇编语言编写。 主要由主程序、定时器中断服务程序、串口中断服务程序、数据采集与处理程序、信号输出与显示程序等组成。
图3 软件系统程序流程图
主程序主要完成系统的初始化； 定时器中断服务程序主要完成看门狗功能，当单片机出现异常情况时可以及时复位程序，保证单片机系统的正常运行。 串口中断服务程序主要实现单片机与主控机的通信； 数据采集处理程序主要完成模拟量和开关量的采集，获取驱动器的控制数据； 信号输出及显示程序将主控计算机的控制信息传送给单片机进行显示输出，控制指示灯、仪表。 图3为汽车驾驶模拟器单片机软件系统的程序流程图。
3 结论
基于单片机的数据采集系统成本较低，接口扩展性好。 同时，模拟量和开关量的预处理工作也可以由单片机完成。 该系统能够充分满足汽车驾驶模拟器的交互性和实时性要求，并在研制的汽车驾驶模拟器中得到应用，取得了良好的效果。
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