【正文】 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 20 DQ1。0X01)==0X01) DQ1。x8。確定時(shí)鐘頻率后，可以較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn) us 級(jí)別延時(shí)，延時(shí)函數(shù)如下： //功能： us 級(jí)別延時(shí) // n=10，則延時(shí) 10*5+6=56us // void DelayNus(unsigned int n) { while(n){}。=~LCD_EN。 delay()。 delay()。 LCD_CON_OUT |=LCD_RS。=~LCD_EN。 delay()。 delay()。 //延時(shí) 2s LCD12864 顯示子程序設(shè)計(jì) LCD12864 模塊有并行和串行兩種連接方法，參考其芯片手冊(cè)時(shí)應(yīng)注意到LCD12864 與單片機(jī)串行連接方式與并行連接方式對(duì)應(yīng)不同的控制時(shí)序，本設(shè)計(jì)中因?yàn)橹恍枰?LCD12864 寫入數(shù)據(jù)與命令而無需讀取數(shù)據(jù)，因此只需設(shè)計(jì)出寫命令函數(shù)與寫數(shù)據(jù)函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的顯示要求，寫命令函數(shù)與寫數(shù)據(jù)函數(shù)如下： //寫命令子函數(shù) void write_mand(unsigned char mand) 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 18 { LCD_DATA_DIR=0XFF。 //此處為短信接收方電話號(hào) Delay_ms(300)。 Delay_ms(300)。) { while (!(IFG1 amp。 // 使能接收中斷 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 17 _BIC_SR(GIE)。 UMCTL0 =0x4A。 // 使能 USART0 的發(fā)送和接收 UCTL0 |= CHAR。F 格式化 為了降低功耗，在設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的接收是以中斷方式進(jìn)行處理。該模塊的主要涉及思路：通過 GPS 接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)，運(yùn)算獲得精度、緯度、衛(wèi)星星歷、速度和方向等信息，再將計(jì)算結(jié)果與航跡推算系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)邦濾波，獲得較精確的定位信息 [12]。 flag++。系統(tǒng)主程序流程圖如圖 41 所示： 系 統(tǒng) 上 電液 晶 初 始 化啟 動(dòng) G P S 模 塊串 口 初 始 化G P S 初 始 化G P R S 初 始 化啟 動(dòng) G P R S 模 塊開 啟 總 中 斷進(jìn) 入 主 循 環(huán) L P M 0中 斷 產(chǎn) 生 ？中 斷 處 理 子 程 序否是 圖 41 主程序流程圖 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 14 子程序程序設(shè)計(jì) 測(cè)速子程序設(shè)計(jì) 車速程序設(shè)計(jì)采用 MSP430 單片機(jī)的 TIMER_B 的定時(shí)器捕獲模式，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度 測(cè)量模塊產(chǎn)生開關(guān)量的高低電平， TIMER_B 的定時(shí)器捕獲到一次電平變化時(shí)，進(jìn)入定時(shí)器中斷，將此時(shí)的 CCR0 的值與上次定時(shí)器中斷發(fā)生時(shí)的CCR0 值進(jìn)行做出，從而算出車輪旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間，再經(jīng)過簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理，即可得到此時(shí)的車輛行駛速度 。整體以中斷方式為整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。這一新型的防盜報(bào)警機(jī)制也有助于警方追蹤被盜車輛，提高破案效率。根據(jù) C/T,便可以計(jì)算出車的速度。 分析上述的規(guī)定，得到記錄儀的速度數(shù)據(jù)采集要求為： (1) 以一秒為時(shí)間間隔進(jìn)行速度數(shù)據(jù)的采集； (2) 行駛速度的測(cè)量范圍為 0km/h～ 220km/h； 車速測(cè)量原理 器件選擇 ： 采用 3144霍爾傳感器和 LM393電壓比較器組成的開關(guān)量霍爾傳感器，配合磁鋼通過對(duì)汽車車輪的旋轉(zhuǎn) 配合磁鋼的作用，使霍爾測(cè)速傳感器產(chǎn)生頻率量的信號(hào)，在通過 MSP430F149單片機(jī)的中斷 I/O進(jìn)行檢測(cè)處理。 GSM/GPRS 無線通訊需要連接有效的 SIM 卡才能正常的工作，且通過 SIM 卡進(jìn)行資費(fèi)的清算。 SIM900A有通訊接口、 SIM 卡接口、語音接口、鍵盤接口和顯示接口，可以實(shí)現(xiàn) 短信息收發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸通訊等功能 。 綜合系統(tǒng)的 實(shí)際需求以及不同通訊技術(shù)的技術(shù)特性，本設(shè)計(jì)采用 GSM/GPRS無線通訊技術(shù)作為系統(tǒng)進(jìn)行無線通訊與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵞K。 但是藍(lán)牙通訊技術(shù)距離比較短，手機(jī)內(nèi)藍(lán)牙通訊接收距離一般為十五米以內(nèi)。本系統(tǒng)中 GPS 接收模塊使用GARMIN 公司的 GPS15 接收模塊 。按鍵通過一個(gè) 的電阻連接到 ，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)， I/O 檢測(cè)到電平，當(dāng)有按鍵被按下時(shí)， I/O 檢測(cè)到低電平，通過軟件延時(shí)去抖電路判斷是否有按鍵按下，并執(zhí)行相應(yīng)的程序 。且 僅需占用兩個(gè) I/O 口資源，轉(zhuǎn)換速度快，抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量精度也滿足要求本設(shè)計(jì)的精度要求，且其測(cè)量分辨率可以調(diào)節(jié)，按照需要的精度要求選擇不同的分辨率， 可選擇 9 到 12 位不同的分辨率，分辨率越高，測(cè)量精度越高，但轉(zhuǎn)換速度也相應(yīng)的越慢，選擇任意分辨率都能完全滿足 系統(tǒng)測(cè)量環(huán)境溫度的精度要求。本系統(tǒng)中 MSP430 處理器的正常工作電壓為 ，GPS15 芯片的工作電壓為 ， SIM900A 芯片的工作電壓要求為 ，nCD11WP10DAT18DAT07GND6CLK5VDD4GND3CMD2CD/DAT31DAT29PAD112PAD213PAD314PAD415JP1SD/MMC CARDGNDVCCR8R9R10VCCDODICSSCLK江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 6 電流應(yīng)大于 2A,所以需要設(shè)計(jì)出由 12V車載電源供電的電源電路 [7]。 系統(tǒng)總體框圖如圖 21 所示 ： M S P 4 3 0 F 1 4 9 單 片 機(jī)八 路 開 關(guān) 量 輸 入測(cè) 速 頻 率 量 輸 入模 擬 量 輸 入G P S 接 收 模 塊存 儲(chǔ) 模 塊G S M / G P R S通 訊 模 塊電 源 模 塊復(fù) 位 電 路時(shí) 鐘 電 路L C D 顯 示 模 塊按 鍵 交 互 模 塊溫 度 測(cè) 量 模 塊 圖 21 系統(tǒng)總體框圖 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 5 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 以 MSP430F149單片機(jī)為核心，與集成霍爾元件模塊組成測(cè)速模塊 、與液晶LCD12864組成系統(tǒng) 顯示模塊、與 DS18B20組成車溫測(cè)量模塊、與 SD卡接口組成系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊、與蜂鳴器和三極管組成的報(bào)警電路組成系統(tǒng)的報(bào)警模塊、與SIM900A組成系統(tǒng)的 GSM/GPRS通訊模塊以及與 GARMIN公司的 GPS15組成定位接收模塊構(gòu)成整個(gè)系 統(tǒng) 。內(nèi)部的看門狗定時(shí)器可以保證在程序跑飛時(shí)自動(dòng)的復(fù)位使程序重新開始執(zhí)行，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性；硬件 USART 串行總線接口可以進(jìn)行 UART 異步串行通信方式和 I2C 同步串行通信方式 ；本設(shè)計(jì)需要較多的通訊接口和較多的 I/O 端口連接外圍拓展模塊， 如 USB 通訊接口、 SD 卡接口、顯示交互模塊、按鍵交互模塊、聲光報(bào)警模江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 4 塊、 GPRS 通訊模塊 等。其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉且 MCS51 系列是最早引入國內(nèi)的單片機(jī)系列，在國內(nèi)有著極其廣泛的應(yīng)用，設(shè)計(jì)范例經(jīng)典， 設(shè)計(jì)方案成熟，國內(nèi)市場(chǎng)上的低端行車記錄儀產(chǎn)品大多采用這一微控制器。 （ 4） 測(cè)量數(shù)據(jù)可以通 過液晶等顯示屏顯示 。但目前市場(chǎng)上的車輛行駛記錄儀的功能多種多樣、質(zhì)量參差不齊、價(jià)格也高低 不同，諸多設(shè)計(jì)上達(dá)不到行車記錄儀的國家標(biāo)準(zhǔn)，還缺乏統(tǒng)一的規(guī)范，系統(tǒng)的穩(wěn)定性有待提高、相關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)還有優(yōu)化提高的空間。隨著汽車電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，車輛行駛記錄儀也逐漸隨著技術(shù)的發(fā)展潮流不斷改進(jìn)，由最初的簡(jiǎn)單的紙盤式行駛記錄儀，到如今的高精度、多功能的電子式記錄儀，從最初的僅記錄速度、里程等功能單一的記錄儀到如今的和汽車導(dǎo)航、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能監(jiān)控等高級(jí)功能結(jié)合在一起的高端車輛行駛記錄儀。 目前國內(nèi) 車輛行駛記錄儀市場(chǎng)上還主要有低端的車輛行駛記錄儀為主，這些記錄儀一般只有簡(jiǎn)單 的測(cè)量行車速度、里程等簡(jiǎn)單的功能，而高端行車記錄儀雖然功能豐富，但造價(jià)昂貴、安裝復(fù)雜不變，限制了其市場(chǎng)推廣速度，本設(shè)計(jì)的目的即在于設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程無線通訊功能和 GPS 定位功能與一體的 車輛行駛記錄儀的一套完整方案。s control module, speed module, GPS positioning module receives, GSM / GPRS munication module and burglar alarm and other modules of the design, and the final plan was described and details of implementation with the principles of the major functional ponents. Software designed to IAR for MSP430 development platform, with C language programming language with III powerful debugging capabilities msp430 microcontroller design utility. Software design flow chart of the detailed description of each module, and part of the heavy and difficult module gives the design process. Finally, from a technical point of view the design are summarized. Keywords: MSP430F149 microcontroller GPS GSM / GPRS Low power consumption IV 目 錄 摘 要 ...............................................I Abstract ............................................ II 1 緒論 .................................................. 1 課題研究背景及意義 ........................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................. 1 本論文的主要工作 ............................................ 2 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ........................................... 3 系統(tǒng)功能 .................................................... 3 微控制器的選擇 ............................................... 3 系統(tǒng)方案確定 ................................................ 4 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................................... 5 主控模塊設(shè)計(jì) ................................................ 5 SD 卡接口設(shè)計(jì) ......................................... 5 電源模塊 .............................................. 5 溫度數(shù)據(jù)的采集與處理 ........................................ 6 交互電路設(shè)計(jì) ................................................ 7 液晶顯示電路設(shè)計(jì) ...................................... 7 按鍵控制電路設(shè)計(jì) ...................................... 8 GPS 定位