１车速的采集
车速传感器可以发出一定占空比的方波信号，设计采用单片机的脉冲模块来捕捉可以用来测量信号的周期。车速采集的程序流程如图２所示。步进电机的转动不但代表汽车的行驶速度，还代表节气门的开度，每转动一定角度就相当于节气门的开度。因此，当输入的实际车速Ａ等于目标车速Ｂ时，步进电机将不转动；当输入的实际车速Ａ大于目标车速Ｂ时，步进电机会反转，减小节气门开度，从而使实际车速降低至目标车速；当输入的实际车速Ａ小于目标车速Ｂ时，步进电机会正转，加大节气门开度，使实际车速升高至目标车速，汽车进入定速巡航控制。
２软件可靠性措施
为了提高软件系统的稳定性和可靠性，采取以下措施：（１）封锁。实际系统中最强的干扰来自自身，如被控的负载电机的通断、状态的变化等，在设计软件时应适当采取措施避开这些干扰。如：当系统要断开或接通大功率负载时应暂停数据采集，等到干扰过去后再继续进行；在适当的地方封锁一些中断源；几个通道互相封锁。这些都是避免或减少干扰的有效方法。（２）程序的失控保护措施。在控制系统中，一般情况下干扰都不会造成计算机系统硬件损坏，但会对软件的运行环境造成不良影响。表现在：数据码和指令码的一些位受到干扰而出现跳变，使程序出现错误，最典型的是程序计数器发生跳变，可能把数据当作指令码。这种程序盲目执行的结果，一方面造成ＲＡＭ存储器的数据破坏，另一方面可能会进入死循环，使整个系统失效。因此，应采取有效措施避免程序失控。
３Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真验证
３．１定速巡航控制系统总体仿真电路设计
设计中定速巡航控制系统的主要参数是车速值及节气门开度，因为进行实物测试有设备要求，外围设备比较复杂，而且测试结果不够直观，所以设计最终结果通过Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真来实现。仿真电路如图３所示。Ｐｒｏｔｅｕｓ软件的元件库中拥有ＡＴ８９Ｃ５２单片机、ＵＬＮ２００３驱动芯片、步进电机等元件，可满足设计研究仿真需要。Ｐｒｏｔｅｕｓ软件中的车速采集信号可通过改变脉冲而改变车速，电动机的转速可直观地显示出来，还可体现节气门开度的大小。
３．２试验结果与分析
在Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真平台上分别对４种情况进行仿真，即实际车速Ａ等于目标车速Ｂ、实际车速Ａ大于目标车速Ｂ、实际车速Ａ小于目标车速Ｂ及实际车速大于１２０ｋｍ／ｈ、小于４０ｋｍ／ｈ，仿真结果分别如图４～７所示。从图４～７可看出：当输入的实际车速Ａ等于目标车速Ｂ时，步进电机不转动；当实际车速Ａ大于目标车速Ｂ时，步进电动机反转，节气门开度减小；当实际车速Ａ小于目标车速Ｂ时，步进电动机正转，节气门开度加大；当实际车速Ａ超过１２０ｋｍ／ｈ、低于４０ｋｍ／ｈ（即脉冲频率低于１００Ｈｚ、高于９９９Ｈｚ）时，巡航控制系统会自动退出，步进电机不转动。表明所设计的软件能实现简单的巡航控制系统指令，满足预定要求。
４结语
该文使用ＡＴ８９Ｃ５２单片机作为微处理器，通过车速传感器采集实际车速信号，与预先设定的速度进行对比，运用ＰＩＤ控制方法，调节节气门的开度，从而达到设定的车速，使汽车可以恒速行驶；并对所设计的定速巡航控制系统的硬件电路及软件进行了仿真试验，以保证系统设计的可行性与稳定性。
作者：黄宝山 包凡彪 单位：北京理工大学
