【正文】 學(xué) 號(hào)： 202101010122 HEBEI UNITED UNIVERSITY 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) GRADUATE DESIGN 設(shè)計(jì)題目： 汽車行駛記錄儀設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 紀(jì)寶亮 專業(yè)班級(jí) ： 08 電 1 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 屈 濱 ［職稱］ 2021 年 05 月 30 日 摘要 I 摘要 汽車行駛記錄儀是一種特殊的數(shù)字式電子記錄裝置，它可以對(duì)車輛行駛速度、時(shí)間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其他狀態(tài)信息進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，然后通過(guò) USB和 RS232接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出。汽車行駛記錄儀的使用不僅可以遏止交通違章、約束駕駛員不良駕駛習(xí)慣，而且可以有效地預(yù)防道路交通事故的發(fā)生，并為執(zhí)法人員進(jìn)行事故的分析、處理提供科學(xué)、 可靠 的原始數(shù)據(jù)，因此在交通運(yùn)輸管理中發(fā)揮著十分重要的作用。針對(duì)目前汽車行駛記錄儀的研究現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于 51單片機(jī)的汽車行駛記錄儀，該汽車行駛記錄儀具有實(shí)時(shí)性好、可靠性商、價(jià)格低廉等 特點(diǎn)。 本文主要內(nèi)容： 介紹了汽車行駛記錄儀的一些主要器件的功能、性能和使用，深入地研究了USB技術(shù)。完成了數(shù)據(jù)采集模塊的軟、硬件制作及調(diào)試。文中對(duì)該系統(tǒng)中各個(gè)軟件模塊的功能及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，并給出了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖。 關(guān)鍵詞 ： 汽車行駛記錄儀 單片機(jī) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 河北 聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 II Abstract Vehicle traveling data recorder(VTDR) is a special digital electronic recorder which used to acquire and store vehicle’s traveling speed、 time、 distance and other related status information， and then transmit data via USB and RS232 interface． The use of vehicle traveling data recorder can not merely halt the break in traffic rules and regulations, restrain the drivers from being drive at bad habit， and Call prevent the traffic accident effectively ,it Call also offer scientific, faithful initial data for the tipstaffs carries on the accidents． So it plays a very important role in transportation management． Aimming to the actuality of the VTDR research， a VTDR is designed in this paper which bases on the 51 MCU． It also has some characteristics such as real—time、 high dependability and less cost． In this article we introduced the basical knowledge of the USB technique and the FAT(File Allocation Table) file system． We also introduce the function，performance and usage of the main IC used in this system． I have finished my USB module’s making and debugging． In this article we have give the detailed description of the firmware and give some advices of hardware and software making and debugging. Keywords： Vehicle Traveling Data Recorder； Single Chip Microputer； System of data collected 摘要 III 目錄 摘要 ................................................................ I ABSTRACT ............................................................ II 第 1 章 緒論 ........................................................ 1 汽車行駛記錄儀的發(fā)展歷程 ...................................... 1 汽車行駛記錄儀的起源 ...................................... 1 汽車行駛記錄儀在我國(guó)的發(fā)展情況 ............................ 1 汽車行駛記錄儀的發(fā)展前景 ................................... 1 汽車行駛記錄儀的基本情況 ...................................... 2 汽車行駛記錄儀的功能 ....................................... 2 汽車行駛記錄儀的結(jié)構(gòu) ....................................... 2 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和特點(diǎn) ..................................... 3 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ............................................ 4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 ................................................ 4 記錄儀性能要求 ................................................ 4 電氣性能要求 .............................................. 4 數(shù)據(jù)分析軟件性能要求 ...................................... 5 設(shè)計(jì) 方案的選擇 ................................................ 6 微控制器的選擇 ............................................ 6 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)方案選擇 ...................................... 7 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 .............................................. 7 第 3 章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ......................................... 8 速度傳感器及其接口電路 ........................................ 8 速度測(cè)試原理 ............................................... 9 速度的測(cè)量方法 ............................................. 9 速度信號(hào)接口電路 .......................................... 14 開(kāi)關(guān)信號(hào)的獲取及接口電路 ..................................... 14 并串轉(zhuǎn)換芯片 CD4021....................................... 15 實(shí)現(xiàn)電路 .................................................. 16 電源設(shè)計(jì) ..................................................... 17 直流變換器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理 ........................... 18 DC— DC 轉(zhuǎn)換芯片 MC34063 ................................... 22 河北 聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 IV 溫控電路 ..................................................... 25 系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和暫存器 ........................................ 26 I2C總線的基本原理 ....................................... 26 實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片 PCF8583 .................................. 30 串行 E2PROM AT24C16 ...................................... 36 點(diǎn)火信號(hào)的獲取 ............................................... 38 第 4 章 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ...................................... 40 鍵盤(pán)顯示電路 ................................................. 40 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) ............................................... 41 AT45D041 的引腳配置和引腳說(shuō)明 ............................ 41 器件的工作原理 ......................................... 42 雙機(jī)通信 ..................................................... 45 第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................. 46 通訊協(xié)議 .................................................... 46 單片機(jī)軟件 ................................................... 46 系統(tǒng)的機(jī)軟件 ................................................ 48 系統(tǒng)機(jī)的讀寫(xiě) IC 卡子程序 .................................. 49 用戶操作界面 ........................................... 51 第 6 章 結(jié)論 ....................................................... 52 參考文獻(xiàn) ........................................................... 53 致謝 ............................................................... 54 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 汽車行駛記錄儀的 起源 歐盟、日本等國(guó)家早在 20世紀(jì) 70年代就開(kāi)始以立法的形式在部分客運(yùn)車輛及貨車上強(qiáng)制安裝使用記錄儀，我國(guó)從 80年代后期開(kāi)始，在少數(shù)地區(qū)也曾試用過(guò)由國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)自主研制的數(shù)字記錄儀。 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)道路交通事故也呈上升趨勢(shì)，尤其是長(zhǎng)途客運(yùn)車輛的重、特大道路交通事故增多，帶來(lái)了巨大的 經(jīng)濟(jì)損失。為 此， 我國(guó)從 2021 年 9 月 1 日開(kāi)始實(shí)施了汽車行駛記錄儀國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 190562021 很多地方政府也對(duì)車輛安裝行駛記錄儀做了強(qiáng)制性規(guī)定 。 汽車行駛記錄儀在我國(guó)的發(fā)展情況 目前國(guó)內(nèi)的汽車行駛記錄儀每臺(tái)售價(jià) 已經(jīng) 由過(guò)去的三四千元，降至七八百元，主要式樣有兩種型式：獨(dú)立式行駛記錄儀、有與 GPS 合而為一的，基本上用 U 盤(pán)錄制，隨時(shí)可以通過(guò)電子計(jì)算機(jī)或筆記本電腦解讀，無(wú)論那種型式都與電信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，能連續(xù)工作 360 小時(shí)（ 15 天）以上、記錄車速范圍： 0 255km/h， 行駛里程測(cè) 量范圍： 0 。 適應(yīng)性比較寬泛，安裝使用起來(lái)都很方便。由于記錄儀能夠?qū)崟r(shí)地記錄車輛運(yùn)行和駕駛員駕駛活動(dòng)的有關(guān)信息非常便捷，它可在遏止疲勞駕駛、車輛超速等嚴(yán)重交通違章、約束駕駛?cè)藛T的不良駕駛行為、預(yù)防道路交通事故、保障車輛行駛安全、提高營(yíng)