【正文】 的優(yōu)點而且具有效率高 (70％一 85 ％ )的優(yōu)點。 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 7 (6)同步并行口 I2C ／ SPI。 (2)十六位定時器／計數(shù)器 TMR1， 睡眠中仍可計數(shù)。 PIC 系列單片機總線結(jié)構(gòu)采取了數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu)，具有很高的流水線處理速度；它的精簡指令集結(jié)構(gòu) (RISC)使它所有的指令都是單字節(jié)，每條指令執(zhí)行最快可達 200ns，因此其程序空間的效率比一般單片機高很多，同時具有很高的軟件可靠性。系統(tǒng)不僅體積小、重量輕、功耗低而且整個系統(tǒng)的可靠性也大大提高。執(zhí)行指令速度要快，以便能高速處理采集到實時數(shù)據(jù)。 (3)開關(guān)量記錄曲線圖 內(nèi)容及記錄格式應(yīng)符合前述對開關(guān)量記錄的要求，其橫坐標為實時時間及 日期，縱坐標為與實時時間對應(yīng)的開關(guān)量狀態(tài)。綜合以后，對數(shù)據(jù)分析軟 件的具體性能要求如下： 1．數(shù)據(jù)分析軟件應(yīng)全部使用中文界面，并具有一定兼容性，能在通用的中 文操作系統(tǒng)中安裝使用。 試驗后記錄儀的數(shù)據(jù)記錄、顯示、打印輸出、數(shù)據(jù)通信等各項功能均應(yīng)正常。 36 36 27～ 48 42177。 電氣性能 要求 國標規(guī)定，記錄儀的主電源應(yīng)為車輛電源。 河北 聯(lián)合大學電氣工程學院 4 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 的設(shè)計原則 1．汽車行駛記錄儀作為安裝在汽車上的實時監(jiān)控系統(tǒng)，在設(shè)計時應(yīng)考慮到能適應(yīng)不同車種的需要，應(yīng)具有功能強，操作簡單，維護方便，價格低廉、低功耗等特點。本系統(tǒng)實現(xiàn)功能的基本目標有： (1)采用功能強勁、適用性強、搞干擾好的主控制芯片，保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力 、實時性及擴展性； (2)深入了解汽車行駛參數(shù)、原理及其采集方法，設(shè)計數(shù)據(jù)采集電路，采集汽車行駛數(shù)據(jù)： (3)選擇合適的數(shù)據(jù)存儲器，搭建數(shù)據(jù)存儲電路，保證數(shù)據(jù)存儲的實時性、準確性、長期性； (4)設(shè)計標準的接口電路，主要包括串口通信電路和 USB電路，在時間、能力允許的范圍內(nèi)可以設(shè)計網(wǎng)線接口。 車速傳感器 主要 實現(xiàn)車輛速度信號采集的功能。 汽車行駛記錄儀的 結(jié)構(gòu) 記錄儀主要由主機、車速傳感器和數(shù)據(jù)分析軟件三部分組成。記錄儀以 l min 的時間間隔持續(xù)記錄并存儲車輛在最近 720h 內(nèi)的行駛速度數(shù)據(jù)，其中車速是以 l min 的間隔記錄實時時間相對應(yīng)的每分鐘間隔內(nèi)的平均行 駛速度值；對車速的記錄誤差不大于177。 車輛行駛狀態(tài)、速度的測量、記錄、存儲：記錄 儀以 0． 2s的時間間隔持續(xù) 記錄并存儲停車前 20s 實時時間對應(yīng)的車輛行駛速度。也使 汽車行河北 聯(lián)合大學電氣工程學院 2 駛記錄儀 的功能和質(zhì)量不斷完善和提高，有了不斷創(chuàng)新和進步的發(fā)展趨勢。 適應(yīng)性比較寬泛，安裝使用起來都很方便。 關(guān)鍵詞 ： 汽車行駛記錄儀 單片機 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 河北 聯(lián)合大學電氣工程學院 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)計目標和特點 ..................................... 3 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ............................................ 4 系統(tǒng)的設(shè)計原則 ................................................ 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 方案的選擇 ................................................ 6 微控制器的選擇 ............................................ 6 系統(tǒng)電源設(shè)計方案選擇 ...................................... 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 ......................................... 8 速度傳感器及其接口電路 ........................................ 8 速度測試原理 ............................................... 9 速度的測量方法 ............................................. 9 速度信號接口電路 .......................................... 14 開關(guān)信號的獲取及接口電路 ..................................... 14 并串轉(zhuǎn)換芯片 CD4021....................................... 15 實現(xiàn)電路 .................................................. 16 電源設(shè)計 ..................................................... 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)合大學電氣工程學院 IV 溫控電路 ..................................................... 25 系統(tǒng)實時時鐘和暫存器 ........................................ 26 I2C總線的基本原理 ....................................... 26 實時時鐘日歷芯片 PCF8583 .................................. 30 串行 E2PROM AT24C16 ...................................... 36 點火信號的獲取 ............................................... 38 第 4 章 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)硬件設(shè)計 ...................................... 40 鍵盤顯示電路 ................................................. 40 數(shù)據(jù)存儲器設(shè)計 ............................................... 41 AT45D041 的引腳配置和引腳說明 ............................ 41 器件的工作原理 ......................................... 42 雙機通信 ..................................................... 45 第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .............................................. 46 通訊協(xié)議 .................................................... 46 單片機軟件 ................................................... 46 系統(tǒng)的機軟件 ................................................ 48 系統(tǒng)機的讀寫 IC 卡子程序 .................................. 49 用戶操作界面 ........................................... 51 第 6 章 結(jié)論 ....................................................... 52 參考文獻 ........................................................... 53 致謝 ...................................