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基于CH340的遥控器与PC机接口设计

—— Interface Design Between Remote Controller and PC Based on CH340
作者:李大雨 刘新文 肖大海 防空兵指挥学院时间:2011-02-22来源:电子产品世界收藏

  飞行模拟训练系统是一种对地面操纵人员进行培训的仿真软件,它通过在计算机中建立飞行场景和飞机三维模型,由遥控器输入指令进行驱动控制,从而实现飞机的飞行仿真。模拟训练具有在无风险、无器材消耗的条件下训练飞行操纵人员的特点,可以节约大量的训练经费和训练时间。在飞行模拟训练系统的设计过程中,首先要解决的问题是遥控器和计算机之间的通讯,以便把遥控器产生的遥控指令送到计算机中。由于遥控器本身不带口,不能和计算机直接相连,因此需要设计接口电路完成通讯功能。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/117115.htm

  1 硬件设计

  从理论上来讲,遥控器与PC机的连接可以设计成并口、串口、口等多种连接方式,并可以根据不同的连接方式设计相应的接口电路。然而实际的情况是:并口通讯虽然传输速度快,但连线多,抗干扰性差,连线不能过长,操纵使用不便;RS232串口通讯使用方便,传输距离也较远,但目前的PC机却很少再设计有232串口,因此串口方式的使用也受到了限制。同时,由于USB具有传输速率高、支持热插拔以及即插即用等优点,当前的计算机普遍配置有多个USB口,因此采用USB接口进行通信更简单高效。

  USB接口电路的硬件结构如图1所示,它主要由信号调理电路、控制单片机、USB接口模块组成。

  1.1 遥控器及指令编码格式

  飞行模拟训练系统所使用的遥控器是通用的Futaba 4通道遥控器,其外形如图2-a所示,它主要包括一个脉冲编码电路和一个高频发射电路。脉冲编码指的是以不同的脉冲数目、脉冲宽度、脉冲位置或者不同的脉冲组合来代表不同的控制指令的编码方式。目前使用的遥控器编码方式主要有PPM和PCM两种,大多数遥控器同时具备这两种编码功能,使用时可根据需要选取其中一种。操纵器背面一般都设有教练口,如图2-b所示。编码电路产生的遥控指令编码信号一方面送到高频发射电路,一方面还送到教练口输出,因此教练口送出的也是PPM或PCM信号。

  相比较PCM编码而言,PPM编码更具有一定的规律性,因此系统设计中选择的是对PPM编码的指令格式进行处理。以4通道的遥控器为例,PPM编码格式的脉冲波形如图3所示。

  图中为一组4通道的脉冲串,其脉冲串宽度为20ms,共由5个脉冲组成,它所携带的信息是各通道PWM信号的占空比,其中1通道1.5ms,2通道1.5ms,3通道1ms,4通道2ms。当操纵相应通道的操纵杆时,对应通道的脉冲低电平宽度会出现变化,也就是下一个脉冲出现的位置会变化,但脉冲串总的周期不变,一直保持20ms。

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关键词: 无人机 USB CH340

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