基于CPLD的船舶操縱控制臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、船舶操縱模擬器是虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用研究中重要方面之一，也是典型的人機(jī)仿真回路系統(tǒng)。它可以模擬真實(shí)的航運(yùn)環(huán)境，對(duì)作業(yè)人員展開(kāi)系統(tǒng)培訓(xùn)。如今，船舶操縱模擬器已在國(guó)際各大航海院校教學(xué)中得到廣泛運(yùn)用。船舶操縱控制臺(tái)是船舶操縱模擬器的重要組成之一，為操作人員提供物理真實(shí)感。而其中的主控板系統(tǒng)則是控制臺(tái)的核心部分。它是駕駛臺(tái)與主控計(jì)算機(jī)之間連接的橋梁，它的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性直接影響到系統(tǒng)的整體逼真度。
　　 本文系統(tǒng)的論述了船舶操縱控制臺(tái)主控板系統(tǒng)的

2、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。主要對(duì)基于CPLD的數(shù)字電路應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入研究，并提出與MCU混合應(yīng)用的整套方案;同時(shí)將USB接口技術(shù)添加到主控板與上位機(jī)的通訊當(dāng)中，用以彌補(bǔ)傳統(tǒng)串口通訊速率慢、誤碼率高等缺點(diǎn)，并根據(jù)以上思想完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　 整個(gè)船舶操縱控制臺(tái)主控板系統(tǒng)主要完成對(duì)舵輪角度和車鐘檔位信號(hào)的采集、存儲(chǔ)及傳輸。它的硬件電路可分為:CPLD控制模塊、主控制(MCU)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、串口及USB通信模塊

3、等等?？刂瓢宓妮斎肽M信號(hào)由GAX60絕對(duì)值編碼器提供，經(jīng)由信號(hào)調(diào)理模塊轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)數(shù)字采集模塊完成模數(shù)轉(zhuǎn)換及實(shí)時(shí)采集，最后經(jīng)由存儲(chǔ)模塊，主控模塊，USB接口完成與上位機(jī)的通訊，通過(guò)土位機(jī)軟件將數(shù)據(jù)和控制信號(hào)讀取出來(lái)。軟件部分分別基于Quartus(Ⅱ)平臺(tái)及IAR軟件開(kāi)發(fā)，對(duì)硬件功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行描述。
　　 最后，按照數(shù)字電路應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，對(duì)各模塊電路分別進(jìn)行調(diào)試并成功，證明此套方案完整有效;之后綜合分