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汽车 转向 辅助 照明 装置 应用 研究

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内容简介：

矽 巴 石吧砂 1 妞石吧 万之公之 议 达 纂 垫 察 里 磨单片机遥控转向控制器华南理工大学电信学院( 广州5 1 0 6 4 0 ) 林衡华 摘要时其硬件结构系统。 关键词文章介绍了一种基于单片机设计的结构简单的具有较强实用性的转向控制器， 并且、 通信方式以及软件设计等方面作了一定的介绍。该控制器已成功应用于船用广播单片机角度传感器遥控 在通信、 广播以及舞台演出时常要对各种天线、扬音器以及灯光等进行转向遥控控制。本人在为某厂开发一船用广播系统过程中设计了一款应用旋转式角度传感器以及 P I C 1 6 C 5 4单片机开发成功的转向控制器。该转向控制器适用于一般船舶上使用，尤其适用于灯塔巡视艇， 消防艇， 以及各种海河上的管理船和警戒船、 引航船、 救生艇等。该设计选用M i c r o c h i p 的P I C 1 6 C 5 4 单片机。该单片机具有价格低、 性能好、 设计简单等优点， 并且有商业级、 工业级以及汽车工业级可供选择， 所有应用十分广泛。本转向控制器设计为左、 右 1 8 0 0 。当角度超过 1 7 5 0时控制器左、 右指示灯闪烁并禁止在该方向继续转下去， 但可以向反方向转回。1 硬件简介 电路原理框图如图1 所示。1 . 1 控制器 该控制器分为发送和接收两部分。发送部分由转轴式角度传感器和一块 P I C 1 6 C 5 4 组成， 该部分 +1 2v安装在被测量器件上。接收部分以一块 P I C 1 6 C 5 4为核心以及一些外围器件组成。发送与接收部分通过一条数据线以串行方式传输数据。由于数据传送速率不高以及采用了提高传输电平的方法， 所以即使是直接传送也可以获得较高的传输距离和抗干扰能力。1 . 2 转轴式角度传感器 转轴式角度传感器， 使用的是并行输出形式。其输出为 3 位 B C D码形式， 输出范围0 -3 6 0 0 ， 精度为 1 0 。其内部结构由格雷码光电编码盘、 光电检测门、 译码电路以及输出级缓冲等部件组成， 所以有较高的精确度和可靠性。 I C l 为P I C 1 6 C 5 4 单片机， 作为编码转换， 判别溢出以及发送等功能。由传感器发来信号的百、 十、个位分别送人R A O 一 3 , R B O -3以及R B 4 一5中， 经过转换成左、 右 1 8 0 0 ; 判别所测角度是否不小于1 7 5 0 ; 然后把数据由 R B 7以串行方式发送出去。T l , T 2作用是把电平提升以获得更大的通信距离和提高抗干扰能力。 电子技术 2 0 0 1 年第2 期图 1 电路原理框图上海华为信息技术有限公司0 2 1 一 5 3 8 5 2 3 0 0 ( 9 7 ) 一 3 3万方数据1 . 3 接收驱动部件 I C为接收以及驱动部件， 负责接收串行数据以及驱动显示角度和溢出时停止转动。串行数据通过光电藕合器 4 N 3 8 缓冲送到 I C 2的 R B 7脚进行接收， 并且把数据存放到寄存器中。I C 2的 R B 6 ,R B 5 , R B 4 脚与集电极开路 B C D -7 段译码/ 驱动器7 4 L S 2 4 7 配合组成动态扫描三位角度显示。I C 2的R A 2 , R A 3 两脚平时为高电平而当转向角度向左或向右大于等于 1 7 5 。 时对应脚变为低电平， 逻辑门被封锁， 即使对应键按下继电器也不会吸合， 从而防止超出转向范围。同时对应的方向指示灯会不断闪烁。另外本例所使用的电机应选用减速的直流电机或三相交流电机， 而且继电器应接为互锁形式以防误操作时发生短路故障。数据位宽度同步要求不高。本例中收发件使用3 . 8 4MH z 晶振， 经单片机内部 4分频每秒钟执行0 . 9 6 M条指令。每发送一位数据占用6 4 0 个指令周期。在接收端当检测到起始位( 即从低电平跳转到高电平)时经过3 2 0 个指令周期后开始从起始位起接收数据。2 通信方式 本例中所需传送的数据不多， 所要求的传送速率不高。为了简化电路和能适用于单电源工作， 故设计了以下通信方式。2 . 1 数据传送 由于传送速率要求不高， 应选用较低的传送频率以保证数据传送的正确性。数据的格式的设计应尽量减少接收端的工作量， 因为接收与动态扫描是由同一块芯片完成， 如果接收部分占用过多的程序则动态扫描时会闪烁或亮度不均匀。为适用于单电源工作， 定义: 1 ” 为高电平、 0 ” 为低电平， 在不传送数据时数据线上保持低电平， 这样在发送与接收间发生断路故障后， 接收端不再接收到数据， 经过一段时间( 约 2 s ) 后“ 看门狗” 动作使 I C 2复位， 避免了显示错误的数据。2 . 2 通信方式 具体通信方式如下。数据传送使用串行异步单向传输形式。用高电平表示“ 1 ” ， 低电平表示“ 0 0每一位数据的宽度约为 0 . 6 m s 。每组数据由一位起始位“ 1 , 8 位数据位以及一位终止位“ 0 ” 组成， 在不发送数据的时间内数据传输线上保持低电平“ 0 0组间间隔约为四分之一秒。数据分为个位、 十位、 百位以及方向四组轮流传送。其格式如图2 所示。 个位、 十位、 百位三组格式相似。最低四位( 0 -3 ) 表示该位数字的B C D码。4 , 5 , 6三位分别标志个位、 十位和百位。最高位第 7 位表示该位在显示时是否需要消隐。表示方向一组中最低四位从 0到3高电平含义分别是向左、 向右、 左未超界和右未超界。4 , 5 , 6 三位为 0 。第7 位为超界标志。 由于数据传输速率较低， 所以对于收发之间的- 3 4 -( 9 8 )北电网络( 中国) 有限公司0 1 0 -左 i 右r 0, 图 2数据格式3 软件设计 程序分为发送以及接收两部分， 分别载人 I C l和 I C 2中。其流程框图如图3 所示。发送接收 图3 发送、 接收程序框图 有关 P I C系列单片机的指令以及编程的知识 有关书箱有详细介绍。这儿不再详细叙述。但需要 注意两点， 一是在接收数据期间要保持显示输出动 态扫描， 否则会导致输出显示闪烁。再是由于使用 了“ 看门狗” ， 所以要在程序合适的地方加人清除“ 看 门狗” 的指令， 譬如在每次数据接收完毕时。 本例转向控制器具有结构简单、 测量精确、 数据 传输可靠。实验中的 5 0