【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。在進行串行通信接口模塊的調(diào)試時使用的是串口調(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 時電路 斷開電源后 取出 SD 卡插入到計算機中打開 ，可以看到創(chuàng)建的 文件。 整個系統(tǒng)的主要器件都比較常見，價格比較合理，尤其存儲 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。如何加強對車輛的管理，規(guī)范駕駛員的駕駛行為，減少交通事故的發(fā)生，營造一個和諧、通暢的行車環(huán)境己成為交通運輸和安全管理部門面臨的一個重要問題 而 GPS 衛(wèi)星導航全球定位系統(tǒng)自問世以來，在導航、定位領(lǐng)域發(fā)展勢頭迅猛，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 有著很大的經(jīng)濟、社會效益。 通過半年的畢業(yè)設(shè)計，過 程雖然辛苦，但收獲頗豐。 原理圖設(shè)計、軟硬件調(diào)試的過程，要求我擁有細心和耐心。這半年的畢業(yè)設(shè)計時間，讓我學到 很多，也成長了很多，相信在電子設(shè)計這條道路上，我會越走越遠。李軒 副 教授激情洋溢的授課，將 精彩豐呈的 電子學世界展現(xiàn)給我。能夠走到今天，離不開老師同學們的幫助、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 [1] 張毅剛，劉杰 . 單片機原理及應(yīng)用 [M].哈爾濱工業(yè)大學出版社 . 20xx : 219226 [2] 周荷琴，吳秀清 .微型計算機原理與接口技術(shù) [M].中國科 學技術(shù)大學出版社 .20xx [3] 劉建清 . 從零開始學單片機技術(shù) 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串行通信接口模塊主要完成的功能是單片機與計算機之間的數(shù)據(jù)傳送。 如果沒有錯誤，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) 的各個部分 有機的組合起來 ，成為一個整體。 它提供一個方便的窗口界面用于迅速的開發(fā)和調(diào)試嵌入式 。 對數(shù)據(jù)幀處理，是先對幀頭進行判 斷 ，然后只對感興趣的幀 進行數(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責從串口接收數(shù)據(jù)并將其放置于緩存，在沒有進一步處理之前緩沖中是一長串 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 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，原因參考位標識。 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。每寫一個數(shù)據(jù)文件指針自動加 1，當數(shù)據(jù)寫完， 文件指針指向最后一個數(shù)據(jù)地址加 1 的位置。命令格式如下，其中個數(shù)占 2字節(jié)，低字節(jié)先發(fā)送： 0x55 0xaa 0x06 個數(shù) (2 字節(jié)，低字節(jié)在前 ) 校驗和 應(yīng)答的數(shù)據(jù)為 1 個字節(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 表示文件名不是標準的 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，校驗和狀態(tài)， 1 表示發(fā)送命令的校驗和不正確。 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。 整體硬件電路實物圖如圖 所示 ： 圖 整體硬件電路實物圖 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計概述 本次課題是基于 GPS 的車輛行駛信息記錄系統(tǒng)的設(shè)計，主要實現(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現(xiàn)。通過命令提供給主機有如下功能： (1)文件的創(chuàng)建（注：文 件名只支持 文件格式： 持中文，文件名長度為最大 8個字符）； (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)當前打開文件的保存； (6)當前文件的關(guān)閉； (7)文件指針的設(shè)置； (8)當前打開文件信息的讀取，包括文件的大小和當前文件指針值； (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、信號通道、存儲器、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，也能夠滿足動態(tài)需求，所以本項目選擇 RCB4H 作為 GPS 定位模塊。按接收機的用 途進行分類可分為導航型接收機，測地型接收機，授時型接收機等；按接收機的載波頻率進行分類可分為單頻接收機，雙頻接收機；由于 GPS 接收機的定位原理多樣，應(yīng)用范圍廣泛，所以分類方法也多種多樣，需要根據(jù)實際應(yīng)用來選擇適當?shù)慕邮諜C。 GPS定位信息接收電路 在進行硬件設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要來選擇適合的硬件。 復位電路 如圖 所示 ： 圖 復位電路 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展性。會引起產(chǎn)生 PUC 信號的事件： POR 信號發(fā)生時 ； 啟動看門狗 時，看門狗定時器計滿時 ； 向看門狗寫入錯誤的安全參數(shù)值時 ； 向片內(nèi) FLASH 寫入錯誤的安全參數(shù)值時。 在電源電壓穩(wěn)定之后，再插入一個延時，給予時鐘振蕩器從起振到穩(wěn)定的一 個等待時間。 高速晶體振蕩器 (HFXT2)也稱為第二振蕩器 XT2，它為 MSP430F149 工作在高頻模式時提供時鐘， XT2 最高可達 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)計多個時鐘源或為時鐘設(shè)計各種不同工作模式，才能解決某些外圍部件實時應(yīng)用的時鐘要求，如低頻通信、 LCD 顯示、定時器、計數(shù)器等。 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作時所需要的時鐘信號。 ///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（同時擁有仿真器和編程器的功能），用于下載程序并實現(xiàn)硬件在線仿真。 49 腳的第二功能為 MSP430F149 單片機 SCLK（子系統(tǒng)時鐘）的輸出端 50 腳的第二功能為 MSP430F149 單片機 ACLK（輔系統(tǒng)時鐘）的輸出端。 34 腳 UTXD 35 腳 URXD1 的第二功能為 MSP430F149 單片機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： (1)功耗低：電壓 2． 2V、時鐘頻率 1MHz 時，活動模式為 200μ A；關(guān)閉模 式時僅為 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 時鐘頻率時，指令周期時間為125ns，絕大多數(shù)指令在一個時鐘周期完成； 32kHz 時鐘頻率時， 16 位 MSP430單片機的執(zhí)行速度高于典型的 8 位單片機 20MHz 時鐘頻率時的執(zhí)行速度； (3)低電壓供電、寬工作電壓范圍： 1． 8～ 3． 6V； (4)靈活的時鐘系統(tǒng)：兩個外部時鐘和一個內(nèi)部時鐘； (5)低時 鐘頻率可實現(xiàn)高速通信； (6)具有串行在線編程能力； (7)強大的中斷功能； (8)喚醒時間短，從低功耗模式下喚醒僅需 6μ s； (9)ESD 保護，抗干擾力強； (10)運行環(huán)境溫度范圍為 40～ +85℃，適合于工業(yè)環(huán)境。 MSP430F149單片機簡介 單片機是 系統(tǒng)的 核心部分，通過對外圍各個接口的數(shù)據(jù)信號的 提取 及處理，來控制整個系統(tǒng)的工作。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計概述 系統(tǒng)的硬件電路部分設(shè)計是本課題的非常重要和關(guān)鍵的一 部分，這部分的設(shè)計情況將影響到系統(tǒng)功能的實現(xiàn) 。本課題采用 MSP430F149 單片機提取 GPS 接收的數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù) 信息進行處理。在獲取了衛(wèi)星的位置信息和測算出衛(wèi)星信號傳輸時間之后，就可算出輸出定位、導航和其他數(shù)據(jù)。 $GPGLL $GPGLL， ,N,W,A*2C，其標準格式為： $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)：標準定為時間：格式，時時分分秒秒 ； (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 接收機及一般分為：無線藍牙 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 個正常使用， 3 個備用， 27 顆衛(wèi)星不間斷的發(fā)送地理位置海拔高度和時間信號，由地面的接收機接受再做處理，一般的接收機可以接收 5 至 12 個衛(wèi)星信號。本 文還包括結(jié)論、致謝、參考文獻、附錄部分。第 3 章 介紹了該系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 原理， 詳細介紹了系統(tǒng)各個組成電路模塊 。 本課題重點是實現(xiàn)單片機對 SD 卡的讀寫，存儲車輛位置信息。同時，在實現(xiàn)這個設(shè)計的過程也很好地煅煉了自己的動手能力和獨立思考能力。通過對車輛的位置信息的記錄，可以加強車輛的管理，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)星導航全球定位， GSM 全球數(shù)字蜂窩移動 通信， GIS 地理信息，計算機網(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 電子 信息工程學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目錄 第 1 章 緒論