随着雷达技术的发展，自动雷达标绘仪ARPA(Automatic Radar Plotting Aid)，由于可以直接显示目标船的多方面信息，因而得到了广泛的应用。特别是在航海船员培训中，雷达模拟器发挥了重要的作用，是培训中不可或缺的重要组成部分。雷达模拟器主要是利用计算机仿真技术，模拟在能见度不良的情况下船舶的操纵和避碰，使学员应对复杂海况，做出正确的判断。为此，国际海事组织(IMO)将雷达与ARPA培训作为船舶驾驶员必须参加的强制性专业培训项目。由此可见，雷达模拟器的研究和开发具有重要意义[1]。
　本文提出了一种以单片机为核心的雷达模拟器的硬件研制方案。该方案以STC的单片机为核心，使用A/D转换采集电位器电压的方式，模拟TUNE、GAIN等旋钮的数值；通过旋转编码器模拟EBL、VRM的数值，采用适合远距离传输的RS-485通信方式进行数据的传输，并最终在PC机显示出来。本方案对其他模拟器的开发及大型船舶操纵模拟器的研制具有广泛的参考价值。
1 硬件设计[2]
　本雷达模拟器硬件总体设计框图如图1所示。

　STC12C5A60S2是宏晶科技生产的单时钟/机器周期为1 T、高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度比传统8051快8~12倍。STC12C5A60S2内部集成了MAX810专用复位电路、2路PWM、8路高速A/D转换(250 KB/s)，是本雷达模拟器的控制核心。
　本雷达模拟器使用5个电位器，其中4个电位器分别接到单片机的P1.4~P1.7口，实现雷达模拟器相应功能的调节及控制。1个电位器用来调节整个雷达模拟器控制面板背景灯的亮度。
　该雷达模拟器使用2个旋转编码器，其A、B端分别接到单片机的中断口和一个普通I/O口。接C1、C5电容的作用是为了滤波，防止杂波干扰影响编码器的使用。旋转编码器部分的原理图如图2所示。

　4×4矩阵键盘的识别是将矩阵键盘的8根线连接到单片机的某一组I/O口上，在本模拟器中选用的是单片机的P0.2口。通过对单片机的控制就可以检测出矩阵键盘的按键情况。矩阵键盘的接线如图3所示。

　PC机与单片机之间的通信方式有并行和串行两种。串口通信就是串口按bit发送和接收字节。在串口通信中，RS-232只适合于传输距离不太远的场合。为了解决这个问题，本雷达模拟器采用的是RS-485总线方式通信。RS-485通信可大大提高通信的可靠性和传输距离[3]。
　整个雷达模拟器由电源、单片机最小系统、电位器、旋转编码器、矩阵键盘、串口通信等主要部分组成，其原理图如图4所示。本雷达模拟器作为大型船舶操纵模拟器的一个部分。

2 软件设计[4]
　STC系列单片机沿用的是51单片机的内核，故其程序可用C语言编写。首先，对单片机的全部参数进行初始化。给P2赋值0xfe，也就是P2.0为低电平，其他为高电平，这时如果P2.4、P2.5、P2.6、P2.7有按键按下时就会出现低电平，从而可判断哪个按键按下；然后分别依次将P2.1、P2.2、P2.3设置为低电平，以相同方法判断是否有按键按下。经过4次检测之后，将键盘的按键情况进行保存。