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说明文方向盘控制板硬件电路设计说明

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方向盘控制板硬件电路设计说明任务:使用 51 单片机改装游戏方向盘,使用串口拟定自己的通信协议。改装原因:(1):市面上的游戏方向盘都是USB 通信协议,用户不了解协议内容,无法用于自己控制要求。(2):USB 通信优势虽然非常明显,但由于其协议复杂,且受其通信距离限制, USB 信号一般只能在几米的传输范围内,较串口较短,因此选择了简易可行的串口协议。设计步骤:(1):了解内部工作及传感原理。拆开游戏方向盘,结果发现传感原理非常简单,仅靠变阻器和按键传递控制信号。(2):使用一款自己熟悉的单片机(AT89S52)根据硬件电路接口电路设计自己的硬件控制电路板卡。其中包括方向盘指挥输入部件和与PC机通信的串口通信模块。(3):编写自己的用户应用程序,创建自己和PC 的通信协议,发挥软件编程的灵活性。硬件原理图说明:注:整张原理图见PDF 文件。(1):核心控制芯片选用AT89S52,其各接口使用情况如下图所示:0834_DI、0834_DO、0834_CLK、 0834_CS 用于 AD 采样的接口。(2)AD 转换及采样接口电路说明:采样电路的等效电路图图所示:油门和刹车:注:刹车和油门的机械结构将脚下力转换为对应变阻器的阻止变化,只需采样阻值大小即可判断力的大小。经测量知:刹力越大,电阻值越小。接口 3、4 之间接到游戏方向盘的刹车控制变阻器两端,相当于接一可变电阻。接口 1、2 之间接到游戏方向盘的油门控制变阻器两端,相当于接一可变电阻。AD_Brake 和 AD_Thtottle 用于 AD 采样油门和刹车的模拟信号,R18,R19 用于采样时分压。方向盘:方向盘的转向信号仍是模拟信号,用AD 采样之后即可判断转动方向及幅度。接口的 1、2、3 分别对应于三端滑动变阻器的三个端子。左转时1、2 之间电阻逐渐变小, AD_L 的分压将逐渐变大。右转时2、3 之间的电阻逐渐变小,AD_R 的分压将逐渐变大。AD 转换电路图AD 芯片使用的是 TI 公司的一款 8 位 4 通道串行 AD 芯片,正好满足要求。与单片机的接口为SPI 的接口,具体说明和使用请参考芯片资料里的《TLC0834使用范例》文档,也可参考该芯片厂商提供的技术文档,内含具体操作时序。(3)按键接口硬件说明按键的设计依赖于具体的硬件结构,在此给出说明。下图为按键的设计原理 (并非实际电路),由于游戏方向盘上按键单独设计已经由机械结构确定,故在主控制板上只是留出对应接口(J)即可。分布在方向盘的各个按键小板原理图如下所示(GND、KEY1 ⋯K...

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