【正文】 如選擇 芯片 MSP430F149）和需要的相關(guān)生成文件（如 生成可下 載到芯片 中的 .txt 文件 ） 。具體步驟如下： (1)檢查電路連接； (2)打開 程序下載軟件； (3)設(shè)置串口； (4)裝 載生成的 .txt 文件； (5)執(zhí)行。在進(jìn)行串行通信接口模塊的調(diào)試時(shí)使用的是串口調(diào)試助手軟件。 調(diào)試 結(jié)果與分析 給系統(tǒng)上電之后 通過 串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)據(jù)，硬件整體效果如圖 所示： 圖 上電 時(shí)電路 斷開電源后 取出 SD 卡插入到計(jì)算機(jī)中打開 ，可以看到創(chuàng)建的 文件。 整個(gè)系統(tǒng)的主要器件都比較常見，價(jià)格比較合理，尤其存儲(chǔ) 部分采用的 SD 卡讀寫模塊在能夠很好的完成顯示的前提下，更具有成本較低的優(yōu)勢(shì)。如何加強(qiáng)對(duì)車輛的管理，規(guī)范駕駛員的駕駛行為，減少交通事故的發(fā)生，營造一個(gè)和諧、通暢的行車環(huán)境己成為交通運(yùn)輸和安全管理部門面臨的一個(gè)重要問題 而 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)自問世以來，在導(dǎo)航、定位領(lǐng)域發(fā)展勢(shì)頭迅猛，引起世界各界人士的關(guān)注。 所以 基于 GPS 的車輛 行駛信息記錄系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 有著很大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。 通過半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)，過 程雖然辛苦，但收獲頗豐。 原理圖設(shè)計(jì)、軟硬件調(diào)試的過程，要求我擁有細(xì)心和耐心。這半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，讓我學(xué)到 很多，也成長(zhǎng)了很多，相信在電子設(shè)計(jì)這條道路上，我會(huì)越走越遠(yuǎn)。李軒 副 教授激情洋溢的授課，將 精彩豐呈的 電子學(xué)世界展現(xiàn)給我。能夠走到今天，離不開老師同學(xué)們的幫助、親人朋友們的支持！感激之心拳拳，然而文字單薄，僅能承載萬一 ! 參考文獻(xiàn) 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基本完成了任務(wù)書所要求的各項(xiàng)功能和技術(shù)指標(biāo) 。廣泛應(yīng)用于地面車輛跟蹤和城市智能交通管理方面。 總之，整個(gè)系統(tǒng) 具有硬件電路簡(jiǎn)單、成本低廉、編程方便、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，具有一定的使用價(jià)值。但從最后存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以看到系統(tǒng)在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)有數(shù)據(jù)缺失，造成此現(xiàn)象的可能原因有： （ 1） 解析信號(hào)時(shí)解析不完整； （ 2） 在存儲(chǔ)過程中造成數(shù)據(jù)丟失。不需要通過鍵盤和顯示模塊來調(diào)試，只需要將 GPS OEM 接收板用串口線與計(jì)算機(jī)相連就可以進(jìn)行調(diào)試。 串行通信接口模塊主要完成的功能是單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。 如果沒有錯(cuò)誤，則編譯、連接成功，并且信息窗口給出提示信息。在 Workspace 中創(chuàng)建新文件命名并 保存 到指定的文件夾中 。從中可以了解和評(píng)估 IAR EWARM 的功能和使用方法。硬件調(diào)試的目的是 把 系統(tǒng) 的各個(gè)部分 有機(jī)的組合起來 ，成為一個(gè)整體。 它提供一個(gè)方便的窗口界面用于迅速的開發(fā)和調(diào)試嵌入式 。 對(duì)數(shù)據(jù)幀處理，是先對(duì)幀頭進(jìn)行判 斷 ，然后只對(duì)感興趣的幀 進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取處理。數(shù)據(jù)幀主要由幀頭、幀尾和幀內(nèi)數(shù)據(jù)組成。 GPS 定位信息的接收只負(fù)責(zé)從串口接收數(shù)據(jù)并將其放置于緩存，在沒有進(jìn)一步處理之前緩沖中是一長(zhǎng)串 ASCII 碼字節(jié)流，這些信息在沒有經(jīng)過分類提取之前是無法加以利用的。在創(chuàng)建文件、創(chuàng)建文件夾、打開文件之前要求關(guān)閉 當(dāng) 前打開的文件，才可以執(zhí)行這些命令，否則返回失敗。 注：接收到應(yīng)答，其中 8 位任何一位不為 0，表示命令執(zhí)行失敗，原因參考位標(biāo)識(shí)。 如果要連續(xù)寫入文件，只要把寫命令中的地址信息置最大值， 0xffffffff就可以了。每寫一個(gè)數(shù)據(jù)文件指針自動(dòng)加 1，當(dāng)數(shù)據(jù)寫完， 文件指針指向最后一個(gè)數(shù)據(jù)地址加 1 的位置。命令格式如下，其中個(gè)數(shù)占 2字節(jié)，低字節(jié)先發(fā)送： 0x55 0xaa 0x06 個(gè)數(shù) (2 字節(jié)，低字節(jié)在前 ) 校驗(yàn)和 應(yīng)答的數(shù)據(jù)為 1 個(gè)字節(jié)的狀態(tài)信息，各位分別代表不同的狀態(tài)： Bit 0， SD 卡不存在狀態(tài)， 1 表示 SD 卡不存在； Bit 1，文件打開狀態(tài)， 1 表示當(dāng)前有文件打開，打開失敗，先關(guān)閉文件在調(diào)用該命令； Bit 2，文件名狀態(tài)， 1 表示文件名不是標(biāo)準(zhǔn)的 文件格式； Bit 3，文件存在狀態(tài)， 1 表示無該文件； Bit 4，無定義； Bit 5，文件系統(tǒng)類型， 1 表示不為 FAT文件系統(tǒng)； Bit 6，系統(tǒng)忙狀態(tài)， 1 表示系統(tǒng)正處在 忙狀態(tài)； Bit 7，校驗(yàn)和狀態(tài)， 1 表示發(fā)送命令的校驗(yàn)和不正確。 注：接收到應(yīng)答，其中 8 位任何一位不為 0，表示命令執(zhí)行失敗 。 類似問題還有保存命令，關(guān)閉命令。本系統(tǒng)的主程序 流程圖 如圖 所示。 整體硬件電路實(shí)物圖如圖 所示 ： 圖 整體硬件電路實(shí)物圖 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)概述 本次課題是基于 GPS 的車輛行駛信息記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn) GPS 數(shù)據(jù)接收、 GPS 數(shù)據(jù)信息處理以及 GPS 有效數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)等功能，而這些功能通過使用 IAR Embedded Workbench 集成調(diào)試軟件編寫程序來實(shí)現(xiàn)。通過命令提供給主機(jī)有如下功能： (1)文件的創(chuàng)建（注：文 件名只支持 文件格式： 持中文，文件名長(zhǎng)度為最大 8個(gè)字符）； (2)文件的打開（ 文件名格式）； (3)文件的連續(xù)寫入和文件的給定起始地址寫入； (4)文件的連續(xù)讀取和文件的給定起始地址讀??； (5)當(dāng)前打開文件的保存； (6)當(dāng)前文件的關(guān)閉； (7)文件指針的設(shè)置； (8)當(dāng)前打開文件信息的讀取，包括文件的大小和當(dāng)前文件指針值； (9)獲取系統(tǒng)的狀態(tài)（有無 SD卡，是否為 FAT32文件格式，系統(tǒng)是否繁忙）； (10)通過模塊上的撥碼開關(guān)設(shè)置串口波特率（ 2400， 9600， 19200， 57600，115200）。其電路設(shè)計(jì)圖如圖 所示。輸出數(shù)據(jù)為多種格式，如 GPGRS、 GPGGA、 GPGSA 等。 GPS 接收板主要由變頻器、信號(hào)通道、存儲(chǔ)器、中央處理器和輸入輸出接口構(gòu)成。 此公司生產(chǎn) 的 GPS OEM 產(chǎn)品的優(yōu)良的性能既能夠滿足靈敏度需求，也能夠滿足動(dòng)態(tài)需求，所以本項(xiàng)目選擇 RCB4H 作為 GPS 定位模塊。按接收機(jī)的用 途進(jìn)行分類可分為導(dǎo)航型接收機(jī)，測(cè)地型接收機(jī)，授時(shí)型接收機(jī)等；按接收機(jī)的載波頻率進(jìn)行分類可分為單頻接收機(jī)，雙頻接收機(jī)；由于 GPS 接收機(jī)的定位原理多樣，應(yīng)用范圍廣泛，所以分類方法也多種多樣，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來選擇適當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)。 GPS定位信息接收電路 在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要來選擇適合的硬件。 復(fù)位電路 如圖 所示 ： 圖 復(fù)位電路 最小系統(tǒng)可以直接作為核心部件應(yīng)用與工程和科研中，具有良好的通用性和可擴(kuò)展性。會(huì)引起產(chǎn)生 PUC 信號(hào)的事件： POR 信號(hào)發(fā)生時(shí) ； 啟動(dòng)看門狗 時(shí)，看門狗定時(shí)器計(jì)滿時(shí) ； 向看門狗寫入錯(cuò)誤的安全參數(shù)值時(shí) ； 向片內(nèi) FLASH 寫入錯(cuò)誤的安全參數(shù)值時(shí)。 在電源電壓穩(wěn)定之后，再插入一個(gè)延時(shí)，給予時(shí)鐘振蕩器從起振到穩(wěn)定的一 個(gè)等待時(shí)間。 高速晶體振蕩器 (HFXT2)也稱為第二振蕩器 XT2，它為 MSP430F149 工作在高頻模式時(shí)提供時(shí)鐘， XT2 最高可達(dá) 8MHz。這是為了解決系統(tǒng)的快速處 理數(shù)據(jù)要求和低功耗要求的矛盾，通過設(shè)計(jì)多個(gè)時(shí)鐘源或?yàn)闀r(shí)鐘設(shè)計(jì)各種不同工作模式，才能解決某些外圍部件實(shí)時(shí)應(yīng)用的時(shí)鐘要求，如低頻通信、 LCD 顯示、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所需要的時(shí)鐘信號(hào)。 ///該程序是使該 I/O 口輸出高電平 ； P3OUT |= BIT4。 //該程序是將 I/O 口的方向設(shè)置為輸出 。 P3DIR 是用于設(shè)置 I/O 口輸出方向的 。 P3SEL amp。 54 腳 TDO/TDI， 55 腳 TDI/TCLK， 56 腳 TMS， 57 腳 TCK 為 JTAG 接口（同時(shí)擁有仿真器和編程器的功能），用于下載程序并實(shí)現(xiàn)硬件在線仿真。 49 腳的第二功能為 MSP430F149 單片機(jī) SCLK（子系統(tǒng)時(shí)鐘）的輸出端 50 腳的第二功能為 MSP430F149 單片機(jī) ACLK（輔系統(tǒng)時(shí)鐘）的輸出端。 34 腳 UTXD 35 腳 URXD1 的第二功能為 MSP430F149 單片機(jī)兩路串口通訊接口中的第二路。 1 腳 DVCC、 63 腳 DVSS 為數(shù)字電源接口。 MSP430F149 芯片具有如下特點(diǎn)： (1)功耗低：電壓 2． 2V、時(shí)鐘頻率 1MHz 時(shí)，活動(dòng)模式為 200μ A；關(guān)閉模 式時(shí)僅為 0． 1A，且具有 5 種節(jié)能工作方式； (2)高效 16 位 RISCCPU， 27 條指令， 8MHz 時(shí)鐘頻率時(shí)，指令周期時(shí)間為125ns，絕大多數(shù)指令在一個(gè)時(shí)鐘周期完成； 32kHz 時(shí)鐘頻率時(shí)， 16 位 MSP430單片機(jī)的執(zhí)行速度高于典型的 8 位單片機(jī) 20MHz 時(shí)鐘頻率時(shí)的執(zhí)行速度； (3)低電壓供電、寬工作電壓范圍： 1． 8～ 3． 6V； (4)靈活的時(shí)鐘系統(tǒng)：兩個(gè)外部時(shí)鐘和一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘； (5)低時(shí) 鐘頻率可實(shí)現(xiàn)高速通信； (6)具有串行在線編程能力； (7)強(qiáng)大的中斷功能； (8)喚醒時(shí)間短，從低功耗模式下喚醒僅需 6μ s； (9)ESD 保護(hù)，抗干擾力強(qiáng)； (10)運(yùn)行環(huán)境溫度范圍為 40～ +85℃，適合于工業(yè)環(huán)境。 MSP430F149單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)是 系統(tǒng)的 核心部分，通過對(duì)外圍各個(gè)接口的數(shù)據(jù)信號(hào)的 提取 及處理，來控制整個(gè)系統(tǒng)的工作。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)概述 系統(tǒng)的硬件電路部分設(shè)計(jì)是本課題的非常重要和關(guān)鍵的一 部分，這部分的設(shè)計(jì)情況將影響到系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 。本課題采用 MSP430F149 單片機(jī)提取 GPS 接收的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù) 信息進(jìn)行處理。在獲取了衛(wèi)星的位置信息和測(cè)算出衛(wèi)星信號(hào)傳輸時(shí)間之后，就可算出輸出定位、導(dǎo)航和其他數(shù)據(jù)。 $GPGLL $GPGLL， ,N,W,A*2C，其標(biāo)準(zhǔn)格式為： $GPGLL， (1),(2),(3),(4),(5),(6)*hh (1)：緯度 37 度 分 ； (2)： N/S，北半球或南半球 ； (3)：經(jīng)度 121 度 分 ； (4)： E/W，東半球或西半球 ； (5)：標(biāo)準(zhǔn)定為時(shí)間：格式，時(shí)時(shí)分分秒秒 ； (6)：狀態(tài)， A=數(shù)據(jù) 可用， V=數(shù)據(jù) 不可用 。一組正常的 GPS 協(xié)議語句包含 GPS 固定數(shù)據(jù)輸出語句（ $GPGGA），建議使用推薦定位信息 ($GPRMC），地面速度信息（ $GPVTG）語句。 GPS 接收機(jī)及一般分為：無線藍(lán)牙 GPS，USB 接口 GPS。 GPS 系統(tǒng)及其工作原理 GPS基礎(chǔ) GPS 主系統(tǒng)是由美國發(fā)射的衛(wèi)星系統(tǒng)，由 27 顆衛(wèi)星組成，其中 24 個(gè)正常使用， 3 個(gè)備用， 27 顆衛(wèi)星不間斷的發(fā)送地理位置海拔高度和時(shí)間信號(hào)，由地面的接收機(jī)接受再做處理，一般的接收機(jī)可以接收 5 至 12 個(gè)衛(wèi)星信號(hào)。本 文還包括結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)、附錄部分。第 3 章 介紹了該系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 原理， 詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各個(gè)組成電路模塊 。 本課題重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì) SD 卡的讀寫，存儲(chǔ)車輛位置信息。同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)的過程也很好地煅煉了自己的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力。通過對(duì)車輛的位置信息的記錄，可以加強(qiáng)車輛的管理，優(yōu)化車輛的行駛路徑，減少交通事故的發(fā)生。我國的衛(wèi)星定位技術(shù)綜合了 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航全球定位， GSM 全球數(shù)字蜂窩移動(dòng) 通信， GIS 地理信息，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全方位的技術(shù)應(yīng)用。廣泛應(yīng)用于地面車輛跟蹤和城市智能交通管理方面。 information storage 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目錄 第 1 章 緒論