【分享】2025智能工程学院徐敬遵&张堪&田东起 汽车行驶

张堪

          一、作品简介
           首先通过sys_init()完成 CPU 和定时器 2 的初始化配置，为系统运行提供基础时钟和定时功能通过pwm.c模块实现了 PWM 波的初始化（支持 32KHz 频率）和占空比调节功能，占空比范围为 0-100，然后通过sys_read_vp()和sys_write_vp()函数实现与外部设备的 VP 变量数据读写根据读取到的触摸状态控制蜂鸣器的开关状态，[color=rgba(0, 0, 0, 0.85)]整体程序通过主循环不断读取外部输入的占空比数据并更新 PWM 输出，同时根据触摸状态控制蜂鸣器，实现了汽车模拟器中可能需要的电机调速和操作反馈功能。
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.85)]       [color=rgba(0, 0, 0, 0.85)]二、工作原理
          该系统核心是通过 C51 单片机实现 PWM 信号精准输出 + 外部数据交互 + 硬件状态反馈，模拟汽车行驶过程中电机调速、操作反馈等核心功能，整体工作流程可分为初始化、数据交互、PWM 输出控制、硬件反馈四个核心阶段
单片机上电后首先执行 sys_init () 初始化函数，为后续功能运行搭建基础硬件环境：引脚初始化：
1、将 PWM 输出引脚配置为 “推挽输出模式”，用于输出高低电平交替的 PWM 波；                                          
2、将蜂鸣器连接的 P3^3 引脚配置为输出模式，默认低电平（蜂鸣器关闭）；                                       
3、将外部数据交互引脚（如 VP 变量读写引脚）配置为输入 / 输出双向模式，支持与外部设备（如模拟器控制面板、旋钮）通信。
系统进入主循环后，通过 sys_read_vp () 函数持续读取外部设备的输入数据，核心读取两类关键信息：PWM 占空比指令：来自模拟器的调速旋钮 / 按键（如模拟汽车油门），外部设备将油门开度转换为 0-100 的数字信号，通过 VP 变量（虚拟外设变量）传输给单片机；
触摸状态指令：来自模拟器的触摸按键（如模拟手刹、换挡按键），触摸触发后外部设备向单片机发送高 / 低电平信号（touch_status 变量），表示 “触摸有效 / 无效”。
PWM 输出：将生成的 PWM 波通过指定引脚输出，驱动模拟器中的直流电机（如模拟汽车驱动电机），占空比越高，电机转速越快，对应汽车 “油门越大、车速越快” 的效果。
根据读取到的 touch_status 触摸状态，控制蜂鸣器实现操作反馈（模拟汽车按键提示音）：
                          当 touch_status 为 “有效”（如触摸换挡按键）：单片机将 P3^3 引脚置为高电平，蜂鸣器通电发出提示音；
                        当 touch_status 为 “无效”（触摸松开 / 未触发）：P3^3 引脚恢复低电平，蜂鸣器断电停止发声；
上电初始化 → 主循环读取外部指令（油门占空比 + 触摸状态） → 按占空比生成 32KHz PWM 波驱动电机 → 按触摸状态控制蜂鸣器反馈 → 反向回传状态给外部显示 → 重复循环。整个过程通过单片机的 “定时中断 + IO 口控制 + 数据交互”，实现了汽车行驶模拟器中 “操作输入→电机调速→操作反馈” 的核心闭环，精准模拟汽车油门控制和按键反馈的物理特性


三、设计思路
核心目标：用 C51 单片机模拟汽车油门调速和按键操作反馈，低成本实现基础操控逻辑。
硬件简化：复用单片机通用 IO 口，PWM 输出引脚设为推挽模式驱动电机，P3^3 引脚接蜂鸣器，通过 VP 引脚读取外部旋钮 / 触摸按键信号。
信号处理：将外部油门旋钮的 0-100 开度直接转为 PWM 占空比，控制电机转速；触摸按键信号直接触发蜂鸣器通断。
闭环逻辑：读取外部指令→输出 PWM 驱动电机 + 控制蜂鸣器→回传状态至外部显示，形成简单的 “输入 - 输出 - 反馈” 循环，无冗余功能。  
四、演示视频
https://www.bilibili.com/video/BV1X8BpByEVF/?spm_id_from=333.1387.homepage.video_card.click
五、附件