【正文】 輸 [18]。 IC卡插入方向?yàn)?IC卡觸點(diǎn)面向上，并且觸點(diǎn)端朝前。SLE4442存儲(chǔ)器主要由 256字節(jié) E2pROM型主存儲(chǔ)器、 32位 PROM型保護(hù)存儲(chǔ)器和 4字節(jié) E2PROM型加密存儲(chǔ)器組成。 綜合考慮，此設(shè)計(jì)采用方案三 IC卡的方式作為記錄儀主機(jī)的駕駛員身份識(shí)別方案。 方 案三：接觸式 IC卡識(shí)別。直接輸入識(shí)別方式開發(fā)簡(jiǎn)單，可靠性較高，但也存在著占用 CPU引腳多，增大記錄儀體積等缺點(diǎn)。 設(shè)計(jì)方案的選擇 目前汽車行 駛記錄儀采用的駕駛員身份識(shí)別方式主要有：直接輸入識(shí)別、非接觸式 IC卡識(shí)別以及接觸式 IC卡識(shí)別。AT45DB081B的接口電路如圖 。 WP引腳在芯片內(nèi)部拉高，如果不使用寫保護(hù)功能該引腳可以懸空。編程操作是基于頁(yè)的，可實(shí)現(xiàn)對(duì)字節(jié)的讀操作，不支持單字節(jié)的寫操作：支持頁(yè)寫、頁(yè)擦除操作，擦除操作則可以按塊或頁(yè)進(jìn)行。 圖 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路 表 FM25L256引腳功能介紹 引腳符號(hào) 功能介紹 引腳符號(hào) 功能介紹 /CS 芯片選擇輸入端 SI 串行輸入端 SCK 串行時(shí)鐘輸入端 SO 串行輸出端 /HOLD 保 持輸入端 VDD 電源（ ） /WP 寫保護(hù)輸入端 VSS 接地端 (2)閃速存儲(chǔ)器 AT45DB08lB是 ATMEL公司推出的一款基于 Flash技術(shù)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，采用 2． ，管腳 (SI、 SCK、 /CS、 /RESET、 /WP)支持 5V輸入，允許直接 5VTTL或 COMS電平信號(hào)相聯(lián)接，并且與之兼容； AT45DB081B的最大時(shí)鐘頻率可達(dá) 20MHz；在系統(tǒng)編程比較簡(jiǎn)單，不需要高電壓。 存儲(chǔ)器選型 (1)鐵電存儲(chǔ)器 FM25L256通過 SPI接口與主控芯片通信，在 SCK的上升沿接收數(shù)據(jù)，在 SCK的下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)。 Flash存儲(chǔ)器有并行接口方式、 SPI接口方式和 12C接口方式三種。完善的軟、硬件雙重寫保護(hù)； (2)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的選擇主要滿足存儲(chǔ)空間較大、存放數(shù)據(jù)安全、保存時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)即可。無(wú)限次的讀寫次數(shù)； 目前可滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案的非易失性 RAM主要有普通靜態(tài) RAM加電池供電、內(nèi)部帶鋰電的非易失性 RAM和新型的非易失性 FRAM鐵電存儲(chǔ)器三種實(shí)現(xiàn)方式。為了保證所有采集的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)的存儲(chǔ)，僅使用 Flash存儲(chǔ)器是不行的，因?yàn)樗牟翆懰俣缺容^慢，不能按字節(jié)進(jìn)行擦寫操作。 本記錄儀需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量較大，記錄儀對(duì)存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)性和可靠性要求較高。 另外，還要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的索引、車輛特征系數(shù) (十六進(jìn)制， 3字節(jié) )、車輛識(shí)別代號(hào) VIN(ASII碼， 17字節(jié) )、車牌號(hào)碼 (ASII碼， 12字節(jié) )、車牌分類 (ASII碼， 12字節(jié) )、駕駛員代碼 (十六進(jìn)制， 3字節(jié) )、機(jī)動(dòng)車駕駛證號(hào)碼 (ASII碼字符， 18字節(jié) )、記錄儀主機(jī)可識(shí)別的唯一性編號(hào)及初次安裝同期 (8421BCD碼， 5字節(jié) )、記錄儀每一次下傳的日期及時(shí)間 8421BCD碼， 5字節(jié) )、每一次 上載的日期和時(shí)間 (8421BCD碼， 5字節(jié) )、每一次車輛特征系數(shù)的設(shè)定時(shí)間 (8421BCD碼， 5字節(jié) )等信息。需要存儲(chǔ)的行駛數(shù)據(jù)包含以下幾組信息： 駕駛員代碼，單獨(dú)存儲(chǔ)，十六進(jìn)制， 3字節(jié)。 表 疑點(diǎn)數(shù)據(jù)的格式 序號(hào) 1 2 3 合計(jì) 項(xiàng)目名稱 時(shí)間 速度 車輛狀態(tài) 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（字節(jié)） 6 1 5 1 5 16 根據(jù)疑點(diǎn)數(shù)據(jù)的邏輯格式，可以計(jì)算出每秒事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)占用 16個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)空間。 速度，十六進(jìn)制，占用 1個(gè)字節(jié)。 (1)事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求 國(guó)標(biāo)要求記錄儀應(yīng)能以不大于 0． 2s的時(shí)間間隔持續(xù)記錄并存儲(chǔ)停車前 20秒實(shí)時(shí)時(shí)間 對(duì)應(yīng)的車輛行駛速度及車輛制動(dòng)狀態(tài)信號(hào)、記錄次數(shù)至少為 10次。 ZLG7290是 12C接口鍵盤及 LED驅(qū)動(dòng)器，方便鍵盤中斷信號(hào)與處理器接口相連，按鍵或者傳感器檢測(cè)可實(shí)現(xiàn)鍵盤 去抖動(dòng)處理、雙鍵互鎖處理、連擊鍵處理、功能鍵處理，簡(jiǎn)化輔助電路的設(shè)計(jì)、方便功能擴(kuò)展。 ZLG7290B的電路簡(jiǎn)單，使用也很方便。而且都需要人為進(jìn)行去抖動(dòng)處理，且抗干擾性差。非編碼鍵盤用一些按鍵排成行列矩陣，按鍵的作用只是使相應(yīng)點(diǎn)接通或斷開，在相應(yīng)程序配合下產(chǎn)生被按鍵的編 碼。 設(shè)計(jì)方案的選擇 鍵盤分為 編碼鍵盤和非編碼鍵盤 。 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路 是單片機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的 工作節(jié)奏， CPU就是通過復(fù)雜的時(shí)序電路完成不同的指令功能的。 多達(dá) 80個(gè)快速 I/O 端口： 26/37/51/80 個(gè) I/O 口，所有 I/O 口可以映像到 16個(gè)外部中斷；幾乎所有端口均可容忍 5V信號(hào)。 功能：內(nèi)核： ARM 32 位的 CPU；最高 72MHz 工作頻率，在存儲(chǔ)器的 0等待周期訪問時(shí)可達(dá) 。開關(guān)量信號(hào)采集模塊電路如 圖 ： 圖 開關(guān)量信號(hào)采集電路 上圖給出的是一路開關(guān)信號(hào)的采集電路圖，其它開關(guān)量信號(hào)的采集與此相同，這里不一一畫出 [9]。 利用它 不僅可以將邊沿變化緩慢的信號(hào)波形整形為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形脈沖信號(hào)高、低電平上的噪聲有效地消除。為了防止汽車周圍環(huán)境的干擾，切斷輸入和輸出通道間直 接的電信號(hào)聯(lián)系，此處采用了光電隔離電路。為了解決系統(tǒng)斷電的問題，本設(shè)計(jì)采用如圖 ，系統(tǒng)安裝備用充電電池，當(dāng)車載電源掉電時(shí)，二極管導(dǎo)通，通過電池供電， INT連接單片機(jī)的外部中斷輸入 INT0，此時(shí) INT輸出腳從高點(diǎn)位變化到低點(diǎn)位，系統(tǒng)檢測(cè)到掉電中斷，保存當(dāng)前數(shù)據(jù)。 圖 LM25965． 0的穩(wěn)壓電源電路 表 LM2596管腳功能 引腳符號(hào) 功能介紹 IN 正輸入端 GND 接地端 OUTPUT 輸出端 FEEDBACK 反饋端 ON/OFF 這個(gè)管腳可以利用邏輯電平把 LM2596切斷 記錄儀系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)一定要考慮到環(huán)境因素，預(yù)防干擾并采取相應(yīng)的防范措施 [7]。 該器件有固定輸出 和 5V 的版本，只需 4個(gè)基本外接元件就可以使用，即輸入電容（ C）、電 感（ L）、輸出電容（ C）及續(xù)流二極管（ D），這使 LM2596 的使用 簡(jiǎn)便，電路簡(jiǎn)單。 4％的范圍內(nèi)，振蕩頻率誤差在177。 方案二：采用由 DC— DC直流變換器組成的小型開關(guān)電源，它不但具有重量輕、體積小的優(yōu)點(diǎn)而且具有效率（功率損耗的角度）高（ 70％一 85％）的優(yōu)點(diǎn)。目前汽車采用的 12 伏電源系統(tǒng)并不穩(wěn)定，其電壓可能從幾伏變化到二十伏左右，而且可能還存在電壓很高的干擾脈沖，因此，必須設(shè)計(jì)良好的電源電路將汽車電源轉(zhuǎn)換為儀表系統(tǒng)需要的穩(wěn)定電源。 小型車電源一般為直流 12V（不同車型可能有所不同），如大型的貨車是直流電 24V 的 。 3 汽車行駛記錄儀硬件電路 設(shè)計(jì) 電源模塊的設(shè)計(jì) 記錄儀作為車載設(shè)備使用汽車上的電源。 數(shù)據(jù)打印輸出功能： 數(shù)據(jù)打印只能在停車狀態(tài)下進(jìn)行；記錄儀至少應(yīng)能打印輸出車牌號(hào)碼、車牌分類、駕駛員代碼、駕駛證號(hào)碼、打印實(shí)時(shí)時(shí)間、停車時(shí)刻前 15min內(nèi)每分鐘的平均車速、疲 勞駕駛記錄。 數(shù)據(jù)顯示： 當(dāng)無(wú)按鍵操作時(shí)，可默認(rèn)顯示車輛的實(shí)時(shí)行駛速度、實(shí)時(shí)時(shí) 鐘或駕駛員代碼。車輛行駛 里程的記錄單位是 km，行駛里程的測(cè)量范圍是 0～ ，分辨率應(yīng)等于或優(yōu)于 。速度記錄單位是 km／ h，測(cè)量范圍為 Okm／ h～ 220km／ h，測(cè)量分辨率等于或優(yōu)于 lkm／ h。 實(shí)時(shí)時(shí)間及駕駛時(shí)間的采集、記錄、存儲(chǔ)功能： 記錄儀要求能夠提供北京時(shí)間日期和時(shí)鐘，該日期和時(shí)鐘被用于為記錄儀實(shí)現(xiàn)所有功能 (記錄、輸出、顯示、數(shù)據(jù)通信等 )標(biāo)注日期和時(shí)間。 論文結(jié)構(gòu) 結(jié)合課題研究期間的具體工作及對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析研究，論文共分 5章撰寫，具體如下： 第一章 緒論 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 第三章 汽車行駛記錄儀硬件電路 設(shè)計(jì) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 第五章 結(jié)論 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體框圖 本課題的目的是 制作一個(gè)現(xiàn)實(shí)中操作性強(qiáng)、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、能夠使學(xué)習(xí) 者直接開發(fā)或調(diào)試的獨(dú)立式汽車行駛 狀態(tài)記錄儀，使它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控并記錄汽車行駛的各種狀態(tài)信息，對(duì) 汽車的運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行全程監(jiān)控并記錄。同時(shí)，許多公司已經(jīng)開發(fā)了具備無(wú)線傳輸、智能射頻識(shí)別技術(shù)等技術(shù)，使記錄儀的數(shù)據(jù)更快速、實(shí)時(shí)地傳送到各有關(guān)部門 [5]。此 后，全國(guó)各地也相應(yīng)出臺(tái)安裝汽車行駛記錄儀的文件，記錄儀市場(chǎng)掀起了新的熱潮。但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的制約，特別是當(dāng)時(shí)沒有出臺(tái)相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和配套法規(guī)，記錄儀在使用過程中出現(xiàn)了許多問題，并沒有充分發(fā)揮它應(yīng)有的作用，這一熱潮很快就冷卻下去了 [4]。隨著電子存儲(chǔ)（磁卡或優(yōu)盤）和安全保障技術(shù)的逐步完善，歐盟積極準(zhǔn)備更換和推行數(shù)字式電子記錄儀。 1970年歐共體通過立法方式在德國(guó)、法國(guó)、意大利、比利時(shí)、盧森堡 6個(gè)成員國(guó)強(qiáng)制推行使用紙盤式記錄儀 [3]。 汽車行駛記錄儀由于其便攜性、實(shí)時(shí)性、可靠性、通用性，在行駛安全、交通執(zhí)法、運(yùn)輸管理等方面有著重要的實(shí)際作用和現(xiàn)實(shí)意義。該儀器可實(shí)現(xiàn)多種信息處理，顯示汽車狀況，進(jìn)行自我診斷，對(duì)車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油壓、燃油量、油耗和蓄電池電壓等一系列參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)控。 它 又稱汽車工作信息記錄儀、汽車綜合信息記錄儀，也有人將其形象地稱為汽車電子警察 ， 它能全程同步記錄、監(jiān)控車輛運(yùn)行狀態(tài) 。 汽車行駛記錄儀簡(jiǎn)介 汽車行駛記錄儀是 一種安裝在車輛上 且 對(duì)車輛行駛速度、時(shí)間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其它狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)并可通過接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置。硬件部分包括面板、單片機(jī)及輔助電器元件；軟件部分包括控制、處理各種數(shù)據(jù)的儀表功能程序系統(tǒng) [1]。目前 我國(guó) 各地正在積極推進(jìn)汽車行駛記錄儀安裝使用和監(jiān)管工作，上海、廣州、深圳、西安、哈爾濱等地還將 GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)與汽車行駛記錄儀組合使用，在網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大支持下，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控，使道路 交通 事故 逐年下降。 1934年，德國(guó)發(fā)明了世界上第一臺(tái)紙盤式行駛記錄儀，并于 1953年開始對(duì)載重超過 7噸的車輛強(qiáng)制推行紙盤式行駛記錄儀。但是出于使用習(xí)慣和技術(shù)安全性方面的考慮，最初的電子式記錄儀仍使用紙盤作為記錄媒介，甚至直到現(xiàn)在歐盟普遍使用的還是電子式紙盤記錄儀。以后國(guó)內(nèi)一度出現(xiàn)汽車行駛記錄儀熱，全國(guó)有十幾個(gè)省市下達(dá)了安裝汽車行駛記錄儀的通知，同時(shí)也出現(xiàn)了近百家記錄儀生產(chǎn)企業(yè)。從此我國(guó)汽車行駛記錄儀的研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)代。 近些年來，汽車行駛記錄儀的功能已經(jīng)不僅限于單純的事故記錄，逐漸與汽車的其它電子系統(tǒng)相結(jié)合，例如 GPS定位系統(tǒng)、故障診斷及報(bào)警系統(tǒng)、測(cè)重測(cè)溫系統(tǒng)等。 記錄儀模塊的處理 器選用 STM32F103，它 具有強(qiáng)大的性能、良好的穩(wěn)定性、方便的擴(kuò)展性及豐富的通信接口， 它通過與外圍 電路進(jìn)行合理的配合主要來完成如下功能： 自檢功能； 實(shí)時(shí)時(shí)間及駕駛時(shí)間的采集、記錄、存儲(chǔ)功能； 車輛行駛速度、行駛里程的測(cè)量、記錄、存儲(chǔ)功能 ； 駕駛員身份記錄功能； 數(shù)據(jù)顯示； 操作功能； 數(shù)據(jù)打印輸出功能； 數(shù)據(jù)通信功能； 實(shí)時(shí)報(bào)警功能 ； 掉電保護(hù)功能 。 圖 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 框圖 各模塊功能需求 自檢功能： 記錄儀通電工作后，應(yīng)啟動(dòng)開機(jī)自動(dòng)檢測(cè)程序，如果有故障，應(yīng)有信號(hào)提示；如果沒有故障，則進(jìn)入默認(rèn)顯示狀態(tài)，并以信號(hào)提示工作正常。 車輛行駛速度、行駛里程的測(cè)量、記錄、存儲(chǔ)功能 ： 記錄儀應(yīng)當(dāng)能夠以不大于 20s實(shí)時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的車輛行駛速度值及車輛制動(dòng)狀態(tài)信號(hào)、記錄次