基于CH340的遙控器與PC機(jī)接口設(shè)計(jì)

　　1.2 信號(hào)調(diào)理電路

　　PPM格式的指令編碼信號(hào)由遙控器的教練口輸出，由于信號(hào)的電平幅度與單片機(jī)不匹配，所以要經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電平幅度進(jìn)行變換，然后送給控制單片機(jī)進(jìn)行指令譯碼。

　　1.3 控制單片機(jī)

　　控制單片機(jī)的作用是對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行譯碼，并把譯碼以后的結(jié)果輸出。由于PPM編碼輸出的是一系列脈沖信號(hào)，故單片機(jī)的譯碼可以采用外部中斷的方式，測(cè)量脈沖間隔(即每個(gè)通道的脈寬信號(hào))，然后以串行信號(hào)的格式送給USB接口模塊。

　　1.4 USB接口模塊

　　USB接口模塊采用的是芯片CH340 ，它是一個(gè)USB 總線的轉(zhuǎn)接芯片，可以實(shí)現(xiàn)USB 轉(zhuǎn)串口、USB 轉(zhuǎn)IrDA 紅外或者USB 轉(zhuǎn)打印口。

　　采用CH340設(shè)計(jì)USB接口電路，不需要了解任何USB協(xié)議和編寫任何固件程序，可以實(shí)現(xiàn)USB 與串口的轉(zhuǎn)換(原理圖如圖4所示)，并且可以使用現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)程序，易于迅速開發(fā)使用。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所采用的是將USB轉(zhuǎn)3線制RS232 串口，應(yīng)用于單片機(jī)與PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，這樣一來，就會(huì)在計(jì)算機(jī)上產(chǎn)生一個(gè)虛擬的COM口，用戶只需按照通用串行口一樣使用USB口即可。這樣不僅能使單片機(jī)具備USB通信的諸多優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化了USB編程，同時(shí)還可以利用USB對(duì)控制單片機(jī)提供5V的工作電源(500mA以下)。

　　2 軟件設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是遙控指令信號(hào)的讀取以及單片機(jī)與PC機(jī)之間的通訊。

　　2.1 遙控指令信號(hào)的讀取

　　遙控指令信號(hào)的讀取是由控制單片機(jī)利用外部中斷的方式來實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)脈沖到來時(shí)進(jìn)入中斷一次，然后讀取脈沖寬度并判斷是否是同步脈沖。正常的脈寬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)在1ms到2ms之間，同步脈沖信號(hào)的脈寬大于2ms。如果讀到的脈寬大于2ms，就表示下一個(gè)脈沖串開始了，需要更新每個(gè)通道的脈寬值;如果讀到的脈寬不大于2ms，表示這仍然是某個(gè)通道的脈寬，把它送到相應(yīng)的數(shù)組中儲(chǔ)存起來，接著讀取下一個(gè)通道的脈寬，直至同步脈沖的到來。

　　2.2 單片機(jī)與PC機(jī)之間的串行通訊

　　串行通訊主要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)譯碼結(jié)果(即通道脈寬值)的發(fā)送，把讀取的指令脈寬信號(hào)利用串行中斷，經(jīng)串口發(fā)出，再經(jīng)過USB接口電路發(fā)送到上位機(jī)，由計(jì)算機(jī)完成對(duì)操縱指令的讀取和識(shí)別，從而獲取遙控器操縱舵量的方向和大小。

　　正常情況下，每一串信號(hào)都有固定的脈沖個(gè)數(shù)，如果計(jì)算機(jī)讀到的信號(hào)個(gè)數(shù)發(fā)生了變化，說明在信號(hào)傳輸過程中遇到了干擾。為了預(yù)防干擾造成的飛機(jī)在飛行中出現(xiàn)誤動(dòng)作，軟件在脈沖數(shù)判斷方面采取了一些抗干擾措施。當(dāng)發(fā)現(xiàn)信號(hào)個(gè)數(shù)發(fā)生變化時(shí)有幾種處理方法：一是保持上次正確的數(shù)值不變;二是取各個(gè)通道的中間值;三是取某一預(yù)先設(shè)定的固定值。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的是第一種方法，即把當(dāng)前讀到的一串脈寬數(shù)丟掉，保持上次脈寬數(shù)值不變。