说明文方向盘控制板硬件电路设计说明

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...