摘 要：本文介绍了汽车车身电器系统仿真控制实训平台的设计目的、硬件电路的组成、软件包含的功能模块、主要技术指标及要开发的实训指导书具体内容的要求，最后指出了本实训平台研制实用性与创新点以及预期将取得的、良好的实训教学效益。
关键词：车身电器；仿真控制；实训平台；设计方案
中图分类号：TP271+.5 文献标识码：A
1 引言
目前，我院汽车电子技术专业有一门《汽车综合控制系统应用与调试》课程，该课程的实训教学条件不足，特别是缺少汽车单片机技术应用实训所需要教学资源，主要是指汽车单片机应用系统的硬件电路和控制程序。因此，我们急需开发出一套适合《汽车综合控制系统应用与调试》课程实训教学需要的汽车车身电器系统仿真控制实训平台。汽车车身电器系统仿真控制实训平台设计完成后，我们可以在本平台上开展转向灯控制、大灯随动调节、雨刮器控制、汽车数字音响控制、汽车防撞倒车雷达测距、汽车平衡测控、GPS汽车定位/测速/防盗、酒驾测量和断电保护等实训项目，较好地培养学生设计汽车单片机应用系统的能力。同时，该平台还可用作教师开展单片机应用技术研究的平台，提升教师的科研能力。
2 汽车车身电器系统仿真控制实训平台电路分析
2.1 硬件系统组成。该实训平台电路是以汽车单片机系统为核心的仿真汽车车身电器系统的电路。其包含的主要电路功能模块有：单片机扩展单元，可使用兼容51系列的所有单片机，引出P0、P1、P2、P3四个口线；8位电平开关输入，8位发光管输出指示；128×64的带字库蓝光液晶显示，方便用户在开发中作显示；汽车转向灯仿真控制单元；汽车大灯仿真控制单元、汽车大灯水平位置手动控制模块；汽车大灯隨动控制模块；灯光系统自动控制模块；汽车数字音响系统和汽车数字功放系统；带语音播报功能倒车雷达；AD/DA集成开发模块；高精度酒精浓度测量及酒驾控制模块；无线遥控门锁模块；野外温度及海拔高度测量单元；汽车车身平衡测控；汽车雨刮器仿真系统及其仿真控制单元；汽车火灾烟雾报警单元；汽车后视镜电动调节；汽车空调仿真控制测量；汽车GPS定位测量模块；汽车胎压仿真测量；汽车振动防盗模块；汽车尾气CO浓度测量模块等。有了这些可以开展的实训项目的支撑，学生就能够将学习到的理论知识与教学实践紧密结合起来，教学过程不再显得空洞，能切实提高学生的专业技术水平。
2.2 软件系统组成。汽车车身电器系统仿真控制实训平台的软件系统主要包括汽车转向灯仿真控制、汽车大灯随动控制、汽车数字音响系统与汽车数字功放系统控制、高精度酒精浓度测量与酒驾控制等15个功能模块的控制程序。每个功能模块的控制程序单独设计，相互之间不出现相互调用问题。本软件系统采用KEILC51开发完成，包括C语言控制程序和汇编语言控制程序，即每功能模块的控制程序都有两种编程语言编制而成。在编制程序时，可以先编制C语言控制程序，再通过KEILC51工具转换为汇编语言（往往需要人工修改与调试）。KEILC51工具支持C语言和汇编源代码调试，仿真器采用USB接口，能进行单片机应用软件开发、仿真，无需另配编程器。在汽车车身电器系统仿真控制实训平台开发过程中，项目组将陆续开发DJ汽车野外气压与高度检测、GPS定位、大灯自动调节、蜂鸣器播放音乐、蜂鸣器发警车声音、蜂鸣器发救护车声音、蜂鸣器发消防车声音、酒精浓度测量、空调测控、汽车防撞及倒车雷达测距、汽车平衡监测、汽车音响数字收音机、雨量检测及自动雨刮器控制、转向灯控制等的C语言控制程序。后续，在整机系统开发完成后，还要将C语言程序转换为汇编语言程序，以便于学生学习编制汇编语言程序。
3 实训平台技术要求
3.1 电源。该电源采用高性能大功率电源，能满足汽车大灯、雨刮器等大功率器件的功率要求，具有自动控制温度功能，有效保护电源不受损坏。该电源可以提供+12V、+5V直流电压。
3.2 机箱。机箱规格为：800×270× 420（单位mm），后盖为可拆卸式。机箱采用环保、不易燃的材料加工而成。
3.3 可开展的实训项目。开发完成后的汽车车身电器系统仿真控制实训平台应能够实现预定的功能目标，并且性能稳定。本实训平台可以实现实训项目主要包括：（1）前照大灯亮暗自动控制；（2）转向灯控制；（3）大灯随动手动与自动调节；（4）雨刮器的手动与自动控制；（5）汽车数字音响控制调节；（6）汽车防撞倒车雷达测距语音播报；（7）汽车平衡测控；（8）GPS汽车定位、测速及防盗；（9）无线遥控门锁；（10）汽车仿真无钥匙一键启动；（11）汽车空调仿真控制；（12）汽车胎压监测；（13）汽车海拔高度测量；（14）酒驾测量和酒驾断电保护；（15）汽车上的多种报警；（16）汽车后视镜调节。
3.4 功能电路模块化设计。该实训平台上的16个功能模块电路相互独立，每个模块电路位于整机电路板的不同区域，操作方便、易于维修。有些功能电路可以是独立的、可插拔的电路模块，更换方便。汽车单片机系统单元模块可以很方便地与其他功能模块连接。
3.5 编制实训指导书。为了更好地适应《汽车综合控制系统应用与调试》课程教学的需要，在实训平台开发完成后，编制汽车车身电器系统仿真控制实训指导书。指导书的内容包括3.4部分所述的16个实训项目。每个实训项目包含实训目的、实训原理（实训电路、电路连接、电路基本工作原理分析）、实训内容与步骤、实训总结与作业等内容。
结语
在前期调研以及后续开发过程中，我课题组未发现国内外有与本实训平台功能相同或相近的、在市场上应用的实训教学平台。本实训平台具有较强的实用性和一定的创新性，是依托电子技术、单片机技术及汽车技术，实现单片机应用技术开发、仿真及实训功能于一体的教学设备，是一套利用自己设计的硬件和软件系统来仿真实现汽车车身电器系统的工作过程和控制过程的教学设备。本实训平台将使学生既能开发以单片机为核心的汽车技术类相关实验，又能动手操作汽车实训类的相关演示，为学生进行毕业设计、课程设计及工作应用打下良好的基础。
参考文献
[1]张新丰，等.汽车车身电器系统组网优化方法[J].同济大学学报（自然科学版），2013（06）.