轨道车辆模拟驾驶台（i）的设计(附件)【字数：9170】
摘 要 本文为模拟轨道车辆驾驶台（1）中的信号采集部分，拟通过RS232总线，将上位PC机（虚拟行驶状况）与下位单片机（模拟信号采集）相连，将单片机系统采得的控制指令和驾驶数据送至上位机，最终可实现一个轨道车辆模拟驾驶台。其中以模拟驾驶过程中的速度采集为主要任务，利用单片机的I/O口的输出信号来完成A/D转换，将采集的模拟量转换成一个8位数字量，然后通过I/O口送回单片机的内部对其进行处理，单片机在进行一系列运作后，将速度值加以显示。而在方案的实现上由硬件部分和软件部分两部分组成。最后形成一个简易的可控速度的模拟驾驶台。
Key words:Singlechip;PC;RS232;data acquisition；A/D 目 录
第一章 绪论 2
1.1设计的研究意义 2
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 3
1.3设计的主要任务 3
第二章 设计思路 4
2.1设计的主要功能 4
2.2设计的结构 4
2.3系统主程序的设计 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1主控制器的选择 5
3.1.1单片机的组成 5
3.1.2单片机的特点 5
3.1.3单片机的选择 5
3.1.4单片机的工作原理 6
3.2输入部分的组成 8
3.2.1A/D转换芯片的选择 8
3.2.2模拟量的采集 10
3.2.3开关量的采集 10
3.3RS232的简介 11
3.3.1RS232电气标准 12
3.4键盘接口部分 13
第四章 系统的软件设计 15
4.2标准RS232接口软件设计 16
4.3键盘模块软件设计 17
第五章 仿真工具 18
5.1仿真工具keil uVision5 18
5.2仿真工具Proteus 18
第六章 实验仿真 20
结束语 21
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
谢 22
参考文献 23
附录A 24
附录B 25
第一章 绪论
1.1设计的研究意义
对于现今社会，各个交通领域都有很快的发展，而不管这些交通领域如何发展，对于现在来说都摆脱不掉一个重要的东西，那就是驾驶人员，也就是司机，而司机在开始正常的工作前则必须对其培训，在他们掌握了相应的技术后才会在其相应的领域工作，而相对于其他领域的司机培训，铁路领域的司机培训则复杂的多，他们不仅需要大量的时间和精力，培训所需要的费用对于其他交通领域的培训来说也大得多。为了解决这些问题，模拟驾驶技术应运而生。
1.2国内外研究现状
对于模拟驾驶技术，国内外早有研究。从80年代开始，这一技术大量运用于铁路行业。也因此使得铁路司机的培训代价大大降低。与传统的培训相比较，模拟驾驶技术更加方便、安全。受到各国的喜爱，模拟驾驶技术也因此得到快速发展。
1.2.1国外研究现状
在丹麦国家，铁路局向ABB公司订购了IC3和IR4列车组，并进购了一台列车模拟驾驶台，而结果比期望更高，大量的缩短了培训的时间和金钱。
在英国，它们一样配备了模拟驾驶台，结果显而易见，而在尝到了模拟驾驶技术带来的好处之后，英国对模拟驾驶技术进行了进一步的研究。终于在90年代开发出了具有自动驾驶功能的模拟驾驶台，实现了模拟驾驶技术的一大进步。向着现代模拟驾驶技术迈进。
美国因为一直以重载运输为主，所以对于模拟驾驶技术的需求相对于其他国家来说更大。在1993年，美国在德克萨斯设立了TTC培训中心，开始大量的培训铁路驾驶人员。
澳大利亚与美国一样，以重载运输为主，所以它们致力于重载模拟驾驶技术的开发和研究，在普通的重载模拟驾驶台里加入了列车动力学模型，减少了事故的发生，提高了效率。
在亚洲，一些国家由于自身的实力、经济、技术等相对落后，只能花费金钱向西方等发达国家引进模拟驾驶台。不过也大大减少了培训所需要的开销，加大了安全保障。
1.2.2国内研究现状
我国对于铁路模拟驾驶技术的研究相对落后。直到1988年才终于开发出了第一个轨道车辆模拟驾驶台。随后陆续有新的模拟驾驶台开发出来，但都反响不大。直到90年代开始，由于国家有关部门的重视与扶持，我国的轨道车辆模拟驾驶技术终于迎来了发展的高峰期。随后，具备各种功能的模拟驾驶台相继出现，由最初的单纯的控制模拟驾驶台到如今的多功能模拟驾驶台转变，直到现在，模拟驾驶台几乎拥有真正车辆驾驶的一切功能，甚至操作时的视觉效果也与在真正车辆上的操作效果无异。
在铁路行业，从各个方面都显示出一个结果，那就是轨道车辆模拟驾驶台并未展开大量的研发工作，因此，研制先进的轨道车辆模拟驾驶台将是不可或缺的工作。
1.3设计的主要任务
开发一个两级数据采集系统，下位机以单片机为核心，对模拟驾驶中所产生的模拟量和开关量数据进行采集，再通过RS232总线将数据送到上位PC机中，并对数据进行处理后加以显示。构建一个具备多种数据的采集、传送、处理以及数据的显示等功能的系统。最终，构成一个轨道车辆模拟驾驶台。
第二章 设计思路
2.1设计的主要功能
设置一个模拟驾驶系统，主要完成对模拟速度的采集与显示，并控制车门、空调的状态以及实现紧急制动。利用RS232与PC上位机连接，将模拟量、开关量采集后送入PC机进行进一步的处理，完成工作。
2.2设计的结构
选择ADC0809芯片，采集8路模拟量。利用单片机的I/O接口采集开关量。PC机与单片机通过串口连接进行通讯，最后将采集到的数据穿到PC上位机中，由于PC即拥有庞大的计算能力，所以由PC机实现动态模拟。系统框图如下所示。
Key words:Singlechip;PC;RS232;data acquisition；A/D 目 录
第一章 绪论 2
1.1设计的研究意义 2
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 3
1.3设计的主要任务 3
第二章 设计思路 4
2.1设计的主要功能 4
2.2设计的结构 4
2.3系统主程序的设计 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1主控制器的选择 5
3.1.1单片机的组成 5
3.1.2单片机的特点 5
3.1.3单片机的选择 5
3.1.4单片机的工作原理 6
3.2输入部分的组成 8
3.2.1A/D转换芯片的选择 8
3.2.2模拟量的采集 10
3.2.3开关量的采集 10
3.3RS232的简介 11
3.3.1RS232电气标准 12
3.4键盘接口部分 13
第四章 系统的软件设计 15
4.2标准RS232接口软件设计 16
4.3键盘模块软件设计 17
第五章 仿真工具 18
5.1仿真工具keil uVision5 18
5.2仿真工具Proteus 18
第六章 实验仿真 20
结束语 21
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
谢 22
参考文献 23
附录A 24
附录B 25
第一章 绪论
1.1设计的研究意义
对于现今社会，各个交通领域都有很快的发展，而不管这些交通领域如何发展，对于现在来说都摆脱不掉一个重要的东西，那就是驾驶人员，也就是司机，而司机在开始正常的工作前则必须对其培训，在他们掌握了相应的技术后才会在其相应的领域工作，而相对于其他领域的司机培训，铁路领域的司机培训则复杂的多，他们不仅需要大量的时间和精力，培训所需要的费用对于其他交通领域的培训来说也大得多。为了解决这些问题，模拟驾驶技术应运而生。
1.2国内外研究现状
对于模拟驾驶技术，国内外早有研究。从80年代开始，这一技术大量运用于铁路行业。也因此使得铁路司机的培训代价大大降低。与传统的培训相比较，模拟驾驶技术更加方便、安全。受到各国的喜爱，模拟驾驶技术也因此得到快速发展。
1.2.1国外研究现状
在丹麦国家，铁路局向ABB公司订购了IC3和IR4列车组，并进购了一台列车模拟驾驶台，而结果比期望更高，大量的缩短了培训的时间和金钱。
在英国，它们一样配备了模拟驾驶台，结果显而易见，而在尝到了模拟驾驶技术带来的好处之后，英国对模拟驾驶技术进行了进一步的研究。终于在90年代开发出了具有自动驾驶功能的模拟驾驶台，实现了模拟驾驶技术的一大进步。向着现代模拟驾驶技术迈进。
美国因为一直以重载运输为主，所以对于模拟驾驶技术的需求相对于其他国家来说更大。在1993年，美国在德克萨斯设立了TTC培训中心，开始大量的培训铁路驾驶人员。
澳大利亚与美国一样，以重载运输为主，所以它们致力于重载模拟驾驶技术的开发和研究，在普通的重载模拟驾驶台里加入了列车动力学模型，减少了事故的发生，提高了效率。
在亚洲，一些国家由于自身的实力、经济、技术等相对落后，只能花费金钱向西方等发达国家引进模拟驾驶台。不过也大大减少了培训所需要的开销，加大了安全保障。
1.2.2国内研究现状
我国对于铁路模拟驾驶技术的研究相对落后。直到1988年才终于开发出了第一个轨道车辆模拟驾驶台。随后陆续有新的模拟驾驶台开发出来，但都反响不大。直到90年代开始，由于国家有关部门的重视与扶持，我国的轨道车辆模拟驾驶技术终于迎来了发展的高峰期。随后，具备各种功能的模拟驾驶台相继出现，由最初的单纯的控制模拟驾驶台到如今的多功能模拟驾驶台转变，直到现在，模拟驾驶台几乎拥有真正车辆驾驶的一切功能，甚至操作时的视觉效果也与在真正车辆上的操作效果无异。
在铁路行业，从各个方面都显示出一个结果，那就是轨道车辆模拟驾驶台并未展开大量的研发工作，因此，研制先进的轨道车辆模拟驾驶台将是不可或缺的工作。
1.3设计的主要任务
开发一个两级数据采集系统，下位机以单片机为核心，对模拟驾驶中所产生的模拟量和开关量数据进行采集，再通过RS232总线将数据送到上位PC机中，并对数据进行处理后加以显示。构建一个具备多种数据的采集、传送、处理以及数据的显示等功能的系统。最终，构成一个轨道车辆模拟驾驶台。
第二章 设计思路
2.1设计的主要功能
设置一个模拟驾驶系统，主要完成对模拟速度的采集与显示，并控制车门、空调的状态以及实现紧急制动。利用RS232与PC上位机连接，将模拟量、开关量采集后送入PC机进行进一步的处理，完成工作。
2.2设计的结构
选择ADC0809芯片，采集8路模拟量。利用单片机的I/O接口采集开关量。PC机与单片机通过串口连接进行通讯，最后将采集到的数据穿到PC上位机中，由于PC即拥有庞大的计算能力，所以由PC机实现动态模拟。系统框图如下所示。
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