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，控制系统总体方案设计在登高车模拟器工作时，传感器采集驾驶操作者的操纵数据，经由接口电路对传感器输出的信号放大并滤波，将模拟信号A/D转换，由单片机控制系统将信号传给主控计算机。计算机通过仿真程序根据控制信号来控制视景系统。登高车模拟驾驶室操纵机构主要为方向盘、动臂操纵杆、转斗操纵杆、变速操纵杆、油门踏板和脚制动踏板等。驾驶员通过配合操作这些操纵部件可以对虚拟视景中的登高车控制，实现操作者与视景系统的“交互性”、“实时性”。系统的工作流程5-1。图5-1系统工作流程图-39-登高车模拟驾驶室的传感控制系统需要完成由传感器输出的开关量和模拟量的采集与处理，以及将数据传输给主控计算机等功能。根据以上要求，主控单片机选用可以完全兼容8051.的AT89C52.型单片机。由于MCS-51单片机是约定俗成的通用型号单片机的总称，而AT89C52与标准MCS-51产品的片内外围电路、引脚和指令系统完全兼容，是一种低电压、高频（工作频率33MHz）、具有双工UART串行通道的8位单片机，其内部集成看门狗集成器，无需外接计时器单元电路。我们分析可得下位机单片机控制系统的主要功能是：从输出的角度来说，它发出传给计算机的控制信号；另一方面从输入的角度来说，它采集位移及开关传感器的检测信号。其次，单片机控制系统还和上位机通信，接受上位机指令和向上传送数据。根据下位机的功能分析，设计下位机的硬件电路三个主要模块的具体功能如框表5-1：表5-1控制器各部分功能框图AT89C52及外围电路负责整个控制器的管理、总线通信、数据采集、输出和控制算法的运算等UART异步串行接口模块负责上下位机的通信，接收上位机的指令数据采集处理模块负责调理、采集各个操纵杆上的传感器信号，经由A/D转换后送入单片机串行接口数字系统的数据基本传送方式分为：并行数据传送和串行数据传送。并行数据传送方式具有传送效率高、传送速度快的特点。但其所需的传送数据线较多，所以传输的成本高，而且适合于近距离传送（小于30m）。与之相比较，在串行接口中，由于每个数据编码字符的各位是按照一定顺序、一位姐一位的被传送或者将AT89C52的P0口作为A/D、D/A转换接口，用于模拟量的输入和输出，A/D、D/A转换芯片分别选用ADC0809和DAC0832,片选信号由高位地址线P2口提供。扩展接口用作开关量的输入和输出，6264的端口选择和片选信号由经LS373锁存后的低位地址线提供。-40-接收。就如同排队一样，所以串行I/O口只用一条传输线路就可以完成功能传送。鉴于串行通信适用于远距离和大数据量的传输，其成本较低。本课题单片机外围电路采用串行通信接口。图5-2串行接口与CPU、外设的连接AT89C52内部置有一个全双工的异步串行接口，可以通过此串行接口与主控计算机进行数据传送。由于与PC机连接最标准的接口是RS-232串行通信端口，而且RS-232用全双工方式进行数据传送时接线十分简洁。

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，但是，由于RS-232接口的输出信号有正、负电压之分，所以本课题选用由某半导体公司生产的同系列接口芯片MAX232来完成信号的正负极转换。图5-3.为登高车模拟驾驶室单片机控制系统硬件电路简图。单片机AT89C52及外围电路图5-4 AT89C52及外围电路各个操纵杆的控制系统的中心部分为单片机及其外围电路，对于控制系统来说，其主频在一定条件下应该越高越好，一个具有良好的控制性能必须以功能强大的硬件条件为基础的。本文中使用的 AT89C52.单片机的推荐时钟为0~24MHz,所以本课题选择24MHz，.相关的设计硬件电路5-4。由图5-4可以看到，.整个电路包括.AT89C521单片机AT89C52单片机是整个控制系统.的核心处理器芯片.，通过综合分析各因素来寻找最佳设计方案。本课题中选择单片机.AT89C52。选择该型号的单片机可以使电路简单，对于较为简便的控制算法，.可以直接在芯片上写出控制程序。这是以其一定的物.理空间为基础的：程序存储器-8KB，RAM-256字节。AT89C52.单片机特点如下：及其所接的外接无源晶振时钟电路和复位电路、74LS373锁存器、74LS138地址译码器以及6264存储器。-42-能够兼容MCS-51单片机；容量为256字节内部RAM；32只I/O脚；2个16位定时/计数器；.8KB的内部可擦除闪存；主频范围较宽：0Hz-24MHz；3级程序锁存；低功耗。由于AT89C52具备了上述一些优点，能够完全满足多个操纵杆的模拟要求。在设计电路时，P0口主要承担传输信号的任务，实现数据和地址信号分时复用，为满足这一功能，需要添加5-4的地址锁存器74LS373。此外I/O接口中的P2口则主要作为地址线使用，其中高三位（4-7位）用于驱动片选。74LS138是典型的最常用的三/八译码器，本课题则作为数据分配器使用，将一个数据源发来的数据送到多个不同的通道上去，相当于一个多输出的单刀多掷开关。晶振电路XTAL1、XTAL2为时钟引脚，参考相关资料，可以知道通常的晶振电路为XTAL1和XTAL2外接晶体（通常为石英晶体）再加上一个片内反向放大器构成振荡器，由此发出系统所需的时钟控制信号。本文即采用如此的晶振时钟电路。外部晶振以及两个电容构成并联谐振电路。电容的大小没有特别的要求，但会影响振荡器的稳定性、振荡器频率的高低。晶振时钟电路如下图5-5，为了能够得到准确的波特率，晶振选择11.0592MHz。图5-5晶振时钟电路复位电路单片机在启动运行后是从复位状态开始的，通常采用上电复位。上电之前RST端为5V，上电后RST端电位逐渐下降为0V，变为低电平。对于实时控制的驾驶模拟器控制系统，为了避免死机、短时内开关机单片机无法复位以及控制内程序跑飞等不良现象，我们采用复位电路5-6。-43-图5-6复位电路复位电路的作用是在电路开始供电时对系统进行上电复位以避免电源开关、电源插头分-合过程中可能的抖动而产生的不利影响。简单来说，复位电路的作用主要在于延时，而其延时是为了能够获得晶振稳态及电源电压的出现。在此过程中，单片机进行重新启动，程序初始化。

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