一种实时方向盘转角采集系统技术方案

本实用新型专利技术适用于汽车仿真实验技术领域，提供了一种实时方向盘转角采集系统。本实用新型专利技术的转角信号采集器根据方向盘转向杆的旋转产生脉冲信号，并将产生的脉冲信号发送给转角信号处理器，转角信号处理器根据接收到的所述脉冲信号进行计数，并根据计数结果计算出对应的方向盘转角发送给终端设备，终端设备根据计数结果及预存的计算公式，生成方向盘的旋转角度数据，相较于现有技术，本实用新型专利技术的系统安装简单，对车辆的机械结构没有影响，同时利用该系统采集的信号与整车的其它电控信号相一致，不会出现歧异，且信号采集的精确度高、速度快。

A real-time steering wheel angle acquisition system

The utility model is suitable for the automobile simulation experiment technology field, and provides a real-time steering wheel angle acquisition system. The angle signal collector of the utility model generates a pulse signal according to the rotation of the steering wheel of the steering wheel, and sends the generated pulse signal to the corner signal processor. The rotation angle signal processor counts the signal according to the received pulse signal and calculates the corresponding steering angle of the steering wheel to the terminal according to the count result. According to the counting result and the calculation formula of pre storage, the terminal equipment generates the rotation angle data of the steering wheel. Compared with the existing technology, the system has simple installation and no influence on the mechanical structure of the vehicle. At the same time, the signal collected by the system is consistent with the electronic control signal of the whole vehicle, and the disambiguation will not occur. The accuracy and speed of signal acquisition are high.

【技术实现步骤摘要】
一种实时方向盘转角采集系统
本技术属于汽车仿真实验
，尤其涉及一种实时方向盘转角采集系统。
技术介绍
在进行汽车仿真试验时，方向盘旋转角度的测量通常需要使用方向盘转角传感器，其大多安装在方向盘下方的方向柱内，分为模拟式方向盘转角传感器和数字式方向盘转角传感器两种。通常使用的方向盘转角传感器采用三个齿轮的机械结构，来测量转角和转过的圈数。大齿轮随方向盘管柱一起转动，两个小齿轮齿数相差1个，与传感器外壳一起固定在车身，不随方向盘转动而转动。两个小齿轮分别采集到随方向盘转动的转角，由于相差一个齿，不同的圈数就会相差特定的角度，通过计算得到方向盘的绝对转角值。这种方法不仅机械结构复杂且速度慢实时性差，无法达到在线实时显示转角值的效果，并且准确度不高，影响到车辆性能的评估。
技术实现思路
本技术实施例所要解决的技术问题在于提供一种实时方向盘转角采集系统，旨在解决现有技术中的方向盘转角传感器安装复杂，测量精确度低、实时性差的问题。本技术实施例第一方面提供了一种实时方向盘转角采集系统，所述系统包括：转角信号采集器、转角信号处理器及终端设备；所述转角信号处理器分别与所述转角信号采集器及所述终端设备连接；所述转角信号采集器，用于根据方向盘转向杆的旋转产生脉冲信号，并将产生的脉冲信号发送给所述转角信号处理器；所述转角信号处理器，用于根据接收到的所述脉冲信号进行计数，并将计数结果发送给所述终端设备；所述终端设备，用于根据所述计数结果及预存的计算公式，生成所述方向盘的旋转角度数据。进一步地，所述转角信号采集器，具体为固定式增量光电编码器；所述固定式增量光电编码器与所述方向盘转向杆同轴固联，且所述固定式增量光电编码器的零点位置与所述方向盘的零点位置重合；当所述转向杆旋转时，所述固定式增量光电编码器产生相位差为90°的A、B相脉冲信号，并输出至所述转角信号处理器；当所述转向杆顺时针旋转时，A相脉冲信号超前B相脉冲信号90°，当所述转向杆逆时针旋转时，B相脉冲信号超前A相脉冲信号90°；当所述转向杆经过所述固定式增量光电编码器的零点位置时，所述固定式增量光电编码器产生高电平Z相脉冲信号。进一步地，所述转角信号处理器包括：四个串联的四位计数器组成的十六位计数器，及四个串联的同步保持器；四个所述四位计数器包括：第一40193芯片、第二40193芯片、第三40193芯片、第四40193芯片；四个所述同步保持器包括：第一74LS175芯片、第二74LS175芯片、第三74LS175芯片、第四74LS175芯片；所述第一40193芯片与所述第一74LS175芯片连接，所述第二40193芯片与所述第二74LS175芯片连接，所述第三40193芯片与所述第三74LS175芯片连接，所述第四40193芯片与所述第四74LS175芯片连接。进一步地，所述转角信号处理器还包括：鉴相器；所述固定式增量光电编码器的A相脉冲输出端口通过所述鉴相器与所述第一40193芯片的第5引脚连接，所述固定式增量光电编码器的B相脉冲输出端口通过所述鉴相器与所述第一40193芯片的第4引脚连接；当接收到的A相脉冲信号超前B相脉冲信号90°时，所述十六位计数器加计数，当接收到的B相脉冲信号超前A相脉冲信号90°时，所述十六位计数器减计数。进一步地，所述第一40193芯片的第12引脚与所述第二40193芯片的第5引脚连接，所述第一40193芯片的第13引脚与所述第二40193芯片的第4引脚连接；所述第二40193芯片的第12引脚与所述第三40193芯片的第5引脚连接，所述第二40193芯片的第13引脚与所述第三40193芯片的第4引脚连接；所述第三40193芯片的第12引脚与所述第四40193芯片的第5引脚连接，所述第三40193芯片的第13引脚与所述第四40193芯片的第4引脚连接；所述第一40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第一74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接；所述第二40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第二74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接；所述第三40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第三74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接；所述第四40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第四74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接。进一步地，所述鉴相器由D触发器、第一与非门、第二与非门组成；所述固定式增量光电编码器的A相脉冲输出端口分别与所述D触发器的CLK输入端、所述第一与非门的第一输入端、所述第二与非门的第一输入端连接，所述固定式增量光电编码器的B相脉冲输出端口与所述D触发器的D输入端连接，所述D触发器的输出端与所述第一与非门的第二输入端连接，所述D触发器的Q输出端与所述第二与非门的第二输入端连接，所述第一与非门的输出端与所述第一40193芯片的第5引脚连接，所述第二与非门的输出端与所述第一40193芯片的第4引脚连接；当接收到的A相脉冲信号超前B相脉冲信号90°时，所述D触发器的输出端输出高电平信号，所述D触发器的Q输出端输出低电平信号，所述第一与非门打开，所述第二与非门关闭，所述十六位计数器加计数；当接收到的B相脉冲信号超前A相脉冲信号90°时，所述D触发器的输出端输出低电平信号，所述D触发器的Q输出端输出高电平信号，所述第一与非门关闭，所述第二与非门打开，所述十六位计数器减计数。进一步地，所述转角信号处理器还包括：反相器；所述固定式增量光电编码器的Z相脉冲输出端口通过反相器分别与所述第一40193芯片的第11引脚、所述第二40193芯片的第11引脚连接；所述反相器，用于将所述高电平Z相脉冲信号转换为低电平Z相脉冲信号；所述低电平Z相脉冲信号，用于当所述第三40193芯片和所述第四40193芯片的计数值为零时，对所述第一40193芯片和所述第二40193芯片的计数值进行清零。进一步地，所述转角信号处理器还包括：电源电压、第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管、第六发光二极管、第七发光二极管、第八发光二极管、第九发光二极管、第十发光二极管、第十一发光二极管、第十二发光二极管、第十三发光二极管、第十四发光二极管、第十五发光二极管、第十六发光二极管；第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管的阴极分别与所述第一74LS175芯片的第3、6、11、14引脚连接，阳极接电源电压；第五发光二极管、第六发光二极管、第七发光二极管、第八发光二极管的阴极分别与所述第二74LS175芯片的第3、6、11、14引脚连接，阳极接电源电压；第九发光二极管、第十发光二极管、第十一发光二极管、第十二发光二极管的阴极分别与所述第三74LS175芯片的第3、6、11、14引脚连接，阳极接电源电压；第十三发光二极管、第十四发光二极管、第十五发光二极管、第十六发光二极管的阴极分别与所述第四74LS175芯片的第3、6、11、14引脚连接，阳极接电源电压。进一步地，所述终端设备分别与所述第一74LS175芯片、所述第二74LS175芯片、所述第三74LS175芯片、所述第四74LS175芯片的第2、7、10、15引脚连接；所述终端设备，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时方向盘转角采集系统，其特征在于，所述系统包括：转角信号采集器、转角信号处理器及终端设备；所述转角信号处理器分别与所述转角信号采集器及所述终端设备连接；所述转角信号采集器，用于根据方向盘转向杆的旋转产生脉冲信号，并将产生的脉冲信号发送给所述转角信号处理器；所述转角信号处理器，用于根据接收到的所述脉冲信号进行计数，并将计数结果发送给所述终端设备；所述终端设备，用于根据所述计数结果及预存的计算公式，生成所述方向盘的旋转角度数据；所述转角信号采集器，具体为固定式增量光电编码器；所述固定式增量光电编码器与所述方向盘转向杆同轴固联，且所述固定式增量光电编码器的零点位置与所述方向盘的零点位置重合；当所述转向杆旋转时，所述固定式增量光电编码器产生相位差为90°的A、B相脉冲信号，并输出至所述转角信号处理器；当所述转向杆顺时针旋转时，A相脉冲信号超前B相脉冲信号90°，当所述转向杆逆时针旋转时，B相脉冲信号超前A相脉冲信号90°；当所述转向杆经过所述固定式增量光电编码器的零点位置时，所述固定式增量光电编码器产生高电平Z相脉冲信号。

【技术特征摘要】
1.一种实时方向盘转角采集系统，其特征在于，所述系统包括：转角信号采集器、转角信号处理器及终端设备；所述转角信号处理器分别与所述转角信号采集器及所述终端设备连接；所述转角信号采集器，用于根据方向盘转向杆的旋转产生脉冲信号，并将产生的脉冲信号发送给所述转角信号处理器；所述转角信号处理器，用于根据接收到的所述脉冲信号进行计数，并将计数结果发送给所述终端设备；所述终端设备，用于根据所述计数结果及预存的计算公式，生成所述方向盘的旋转角度数据；所述转角信号采集器，具体为固定式增量光电编码器；所述固定式增量光电编码器与所述方向盘转向杆同轴固联，且所述固定式增量光电编码器的零点位置与所述方向盘的零点位置重合；当所述转向杆旋转时，所述固定式增量光电编码器产生相位差为90°的A、B相脉冲信号，并输出至所述转角信号处理器；当所述转向杆顺时针旋转时，A相脉冲信号超前B相脉冲信号90°，当所述转向杆逆时针旋转时，B相脉冲信号超前A相脉冲信号90°；当所述转向杆经过所述固定式增量光电编码器的零点位置时，所述固定式增量光电编码器产生高电平Z相脉冲信号。2.如权利要求1所述的实时方向盘转角采集系统，其特征在于，所述转角信号处理器包括：四个串联的四位计数器组成的十六位计数器，及四个串联的同步保持器；四个所述四位计数器包括：第一40193芯片、第二40193芯片、第三40193芯片、第四40193芯片；四个所述同步保持器包括：第一74LS175芯片、第二74LS175芯片、第三74LS175芯片、第四74LS175芯片；所述第一40193芯片与所述第一74LS175芯片连接，所述第二40193芯片与所述第二74LS175芯片连接，所述第三40193芯片与所述第三74LS175芯片连接，所述第四40193芯片与所述第四74LS175芯片连接。3.如权利要求2所述的实时方向盘转角采集系统，其特征在于，所述转角信号处理器还包括：鉴相器；所述固定式增量光电编码器的A相脉冲输出端口通过所述鉴相器与所述第一40193芯片的第5引脚连接，所述固定式增量光电编码器的B相脉冲输出端口通过所述鉴相器与所述第一40193芯片的第4引脚连接；当接收到的A相脉冲信号超前B相脉冲信号90°时，所述十六位计数器加计数，当接收到的B相脉冲信号超前A相脉冲信号90°时，所述十六位计数器减计数。4.如权利要求3所述的实时方向盘转角采集系统，其特征在于，所述第一40193芯片的第12引脚与所述第二40193芯片的第5引脚连接，所述第一40193芯片的第13引脚与所述第二40193芯片的第4引脚连接；所述第二40193芯片的第12引脚与所述第三40193芯片的第5引脚连接，所述第二40193芯片的第13引脚与所述第三40193芯片的第4引脚连接；所述第三40193芯片的第12引脚与所述第四40193芯片的第5引脚连接，所述第三40193芯片的第13引脚与所述第四40193芯片的第4引脚连接；所述第一40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第一74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接；所述第二40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第二74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接；所述第三40193芯片的第2、3、6、7引脚分别与所述第三74LS175芯片的第4、5、12、13引脚连接；所述第四40193芯片的第2、3、6、7引脚分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颖，徐刚，单新，池成，陈碧云，沈剑豪，贾文豪，魏波，仇宇文，龙睛，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东,44