【正文】 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我了解了行車記錄儀的發(fā)展史以及國(guó)內(nèi)外的研發(fā)現(xiàn)狀，知道了行車記錄儀設(shè)計(jì)的國(guó)家要求，也知道了行車記錄儀對(duì)我們生活的重要性，讓我更進(jìn)一步的對(duì)行車記錄儀有了一定的了解，開始只是弱弱的認(rèn)為行車記錄儀只是一個(gè)汽車導(dǎo)航設(shè)備。當(dāng)時(shí)就覺得，做一個(gè)產(chǎn)品，想法很容易想出來，但是調(diào)試過程真是特別的難。除此之外，實(shí)際工作中還需要學(xué)習(xí)一些實(shí)用的知識(shí)，例如不同集成電路芯片的設(shè)計(jì)指南，包括微控制器 STC90C51RD+， GPS接 收 模塊 NEO5Q 以及其他一些存儲(chǔ)器，外設(shè)等芯片的使用和設(shè)計(jì)指南。 圖 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流程圖 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 第五節(jié) 鍵盤和液晶顯示模塊的軟件設(shè)計(jì) 顯示器根據(jù)鍵盤按鍵的不同，可以顯示出不同的內(nèi)容；按鍵的作用主要控制液晶屏的翻頁(yè)。如果數(shù)據(jù)無效，返回初始化。 相比于匯編語(yǔ)言的這些缺點(diǎn)，基于單片機(jī)的 C 語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)完全解決了匯編語(yǔ)言的這些缺點(diǎn)。獨(dú)立式鍵盤的工作過程與矩陣式鍵盤類似，無論是硬件結(jié)構(gòu)還是軟件設(shè)計(jì)都比較簡(jiǎn)單，每個(gè)按鍵占用一條 I/O 線，當(dāng)按鍵數(shù)量較多時(shí)， I/O 口利用率不高，但程序編制簡(jiǎn)單，適用于所需按鍵較少的場(chǎng)合。按鍵通常是一種常開型的開關(guān)按鈕，通常情況下，按鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)（開路），按下鍵時(shí)它們才閉合（短路）。 其中液晶顯示器（ LCD）也分為好多種型號(hào)， 按照顯示方式來分 的話，可 以 分為段位式 的 LCD、字符式 的 LCD 以及 點(diǎn)陣式 的 LCD。顯示電路一般都會(huì)和鍵盤電路相結(jié)合，一起實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳、下載、顯示狀態(tài)等功能。天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第 5腳 SDA為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出接口，數(shù)據(jù)通過這條雙向 2I C總線串行傳送，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所用到的試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī)的 。 對(duì)于大容量的非易失性存儲(chǔ)器， EEPROM或 Flash型存儲(chǔ)器是最普遍的選擇，它們不僅可以保證在掉電的情況下不會(huì)丟失所保存的數(shù)據(jù)，確保了數(shù)據(jù)的安全性，并且能夠改寫很多次，價(jià)格低廉，性價(jià)比相對(duì)較高。 UBX TIM （時(shí)間， Time） TP （時(shí)間脈沖， Timepulse）消息為下一個(gè) TIMEPULSE 提供時(shí)間信息，包括時(shí)間 源和量化誤差。 B、配置引腳： (CFG_COM0, CFG_COM1, CFG_GPS0) NEO5 模塊提供了一些引腳用于開機(jī)時(shí)間配置。） B、 USB 在主機(jī)的 USB 接口和接收器的 VDD_USB 引腳間必 須接入一個(gè)LDO（輸出 ）。 電源功耗模式 UBLOX5 提供兩種電源模式：最大性能模式和經(jīng)濟(jì)模式。如果備用電池未接入，那么在上電時(shí)接收器將執(zhí)行一個(gè)冷啟動(dòng)。 4. 南北緯， 它包括 兩種值 ： north and south； 5. 仿照 上面 緯度的計(jì)算，我們就可以得到經(jīng)度的數(shù)值； 6. 東西經(jīng)，這個(gè)位也有兩種值 east（東經(jīng)）和 west（西經(jīng)）； 7. 速率，這個(gè)速率單位是海里 /時(shí)， 為了把它轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)單位 千米 /時(shí)， 我們應(yīng)該知道換算的比例，因?yàn)?1 海里 = ， 所以我們需要 把 通過計(jì)算 得到的速率 全都乘以 才行，這樣 就可以得到標(biāo)準(zhǔn)的速率； 8. 航向，指的是 我們行駛的方向和正北的夾角 ； 9. 日期 ， GPS 中的日期為準(zhǔn)確日期，因此不需要轉(zhuǎn)換。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中使用的 GPS 模塊采用瑞士 UBLOX 公司的 NEO5Q 主芯片，此芯片為多功能獨(dú)立型 GPS 模塊，它以 ROM 為基礎(chǔ)架構(gòu)，具有成本低，體積小等眾多優(yōu)點(diǎn)。 U a、 U b、 U c 為接收機(jī)的位置。但是它的編碼比 P 碼復(fù)雜得多。 GPS 的偽隨機(jī)碼分為 P 碼、 C/A 碼和 Y 碼三種： ① P 碼稱為精碼，一般用在精密定位服務(wù)上。完整的 GPS用戶設(shè)備是由硬件部分、軟件部分和 GPS 數(shù)據(jù)處理后的軟件包構(gòu)成的。主控站再?gòu)母鞅O(jiān)測(cè)站收集數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘參數(shù)，然后將結(jié)果送給地面控制站。 GPS 向地面發(fā)射兩組電碼， P 碼 (Precise Code 10123MHz）和 C/ A 碼 ( Coarse/ Acquisition Code11023MHz)。 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路 就像整個(gè) 單片機(jī) 系統(tǒng) 的心臟 部分 ， 由他來 控制整個(gè)芯片的工作，CPU就是通過復(fù)雜的時(shí)序電路完成不同的指令功能。 /PSEN： 外部 程序存儲(chǔ)器 選通信號(hào)。當(dāng) 把 P2口做為 外部 的 程序存儲(chǔ)器 或 數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器進(jìn)行存取的接口時(shí) ， 此時(shí) P2口輸出 的為 地址的高八位 數(shù)據(jù) 。當(dāng) P0口的管腳 輸入 1時(shí)，顯示高電平輸入。 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第三章 行車記錄儀系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 單片機(jī)模塊 +系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC90C516RD+系列單片機(jī)是高速、低功耗的單片機(jī)，指令代碼 對(duì) 傳統(tǒng) 的51 系列 單片機(jī) 完全的兼容 ，并且還有可供選擇的兩種時(shí)鐘周期（ 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 以及 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期），內(nèi)部 配置 有專用 的 復(fù)位電路 MAX810，時(shí)鐘頻率在12MHz 以下時(shí)，復(fù)位腳可直接接地。目前流行的 8 為單片機(jī)很多例如 AVR單片機(jī)， PIC 單片機(jī)和我們最熟悉的 51 系列單片機(jī)，在這幾個(gè)品種中，每種單片機(jī)也都有各自的優(yōu)點(diǎn)： C51 單片機(jī)是 51 單片機(jī)和 C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)稱，在大學(xué)階段我們都對(duì) 51單片機(jī)有一定的了解，所以在學(xué)習(xí) 51 系列的其它單片機(jī)時(shí)也會(huì)很容易上手因此，此類單片機(jī)可以作為首選。這類單片機(jī)的 CPU是 16 位的，運(yùn)算速度普遍比 8 位的單片機(jī)要高，有的 16 位單片機(jī)尋址能力可以達(dá)到 1MB，片內(nèi)含有 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換電路，并且支持像 C 語(yǔ)言這類的高級(jí)語(yǔ)言。這類單片機(jī)在 小型的 計(jì)算器、 簡(jiǎn)單的 智能 模塊 以及家電控制器中 應(yīng)用的 比較廣泛。 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 行車記錄儀系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 第一節(jié) 行車記錄儀的主要功能與系統(tǒng)組成 本文設(shè)計(jì)的行車記錄儀所具有的主要功能是利用 GPS模塊接收數(shù)據(jù)，通過具有處理功能的芯片的處理，可以把數(shù)據(jù)顯示到液晶屏上，做到實(shí)時(shí)記錄車輛的位置信息和車輛行駛的狀態(tài)信息。為了適應(yīng)交通管理和行車安全的需要，行車記錄儀的功能在其發(fā)展過程中也隨著需要進(jìn)行著功能上的擴(kuò)展，使它并不僅僅只局限于事故分析，在車輛監(jiān)控、車輛狀態(tài)記錄及報(bào)警、交通宏觀控制、車輛管理等方面都也能起到很大的作用。 20xx 年 8 月，日本某科研小組研制出一種極其先進(jìn)的汽車行駛記錄儀，它可以記錄交通事故發(fā)生時(shí)的駕駛數(shù)據(jù)。為了能夠降低汽車發(fā)生交通事故的頻率、駕駛?cè)说奈ｋU(xiǎn)系數(shù)與國(guó)家承受 的損失，人們想出了各種辦法。 雖然行車記錄儀以后有很大的發(fā)展前景，但是就目前來看，行車記錄儀的發(fā)展還存在很多的問題。此外記 錄儀也可以被用作家庭 DV 來拍攝我們生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，也可以做為家用 監(jiān)控 使用。 關(guān)鍵字 ：行車記錄儀； GPS 模塊； 黑匣子 ABSTRACT Car driving recorder is a device which is mounted in the car, just like the black box in the airplane, not only can which record the car‘s running state and the problem ing from the road, but also can constantly remind the driver noticing the traffic condition, let the driver to drive carefully, in order to avoid the traffic accident. in the event of traffic accidents, It can also get recording information obtaining from the recorder for traffic accident‘s evidence, safeguard the rights of the victims. With the rapid development of social economy, the automobile has bee the people39。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人們出行必不可少的交通工具，與之而來的 交通事故也逐年呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，如果使用行車記錄儀的話 ,就可以有效的遏止疲勞駕駛、車輛超速等交通違章行為，避免一些不必要的災(zāi)難。可以實(shí)時(shí)的顯示車輛的位置信息與車輛的行駛狀態(tài)。汽車在安裝行車記錄儀后，就能夠用它來記錄汽車行駛?cè)^程中的視頻圖像和聲音，記錄儀內(nèi)部還配置有沖擊傳感器 ，我們可以設(shè)置沖擊力敏感度的值，當(dāng)外界對(duì)汽車造成的沖擊力大于所設(shè)置的值時(shí)，導(dǎo)致該沖擊力的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)就會(huì)被記錄下來，調(diào)取這些數(shù)據(jù)就可以為交通事故提供證據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的行駛記錄儀的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單純事故記錄功能，目前國(guó)內(nèi)外使用的記錄儀一般都兼有多種功能，例如事故記錄功能和行駛記錄儀的功能。 [1]在價(jià)格上，現(xiàn)在市場(chǎng)上出售的行車記錄儀價(jià)格普遍較高，從 15000 元到 50000 元不等，大部分用戶都無法承受。除此之外，這種產(chǎn)品價(jià)格還特別昂貴，維護(hù)費(fèi)用也很高。最初設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，使用磁帶來作為存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)時(shí)的記錄車 輛走過的路線。 到目前為止，雖然國(guó)內(nèi)記錄儀的市場(chǎng)已經(jīng)初具規(guī)模，但是還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)記錄儀的生產(chǎn)進(jìn)行管理，比如各種記錄儀產(chǎn)品在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)傳輸方式等方面還是有較大差異的，這些都不利于實(shí)現(xiàn)對(duì)記錄儀的大面積推廣和規(guī)范管理。如果按照 CPU 對(duì)數(shù)據(jù)處理位數(shù)來分的話，單片機(jī)通?？梢苑譃?4 位單片機(jī)， 8 位單片機(jī)， 16 位單片機(jī)和 32位單片機(jī)。 為了使單片機(jī)適應(yīng)更多的場(chǎng)合，還研制出了好多 增強(qiáng)型單片機(jī)， 這樣的單片機(jī)不僅 增加了 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換 功能 ，還集成有定時(shí)器 /比較寄存器、 看門狗 定時(shí)器、 BUS 控制部件和晶體振蕩電路等 功能 。一般的情況下人們談到 ARM時(shí)經(jīng)常會(huì) 把它和 嵌入式操作系統(tǒng) 聯(lián)系在一起 ，因?yàn)槔?ARM 實(shí)現(xiàn)嵌入式是一個(gè)非常好的選擇方案。因?yàn)樵诖髮W(xué)階段，主要學(xué)習(xí)的單片機(jī)就是 89C51 單片機(jī)，而且 C 語(yǔ)言也是大學(xué)中必修的一門課程，這兩樣?xùn)|西都是很熟悉的東西，而且C51 系列單片機(jī)在性能上也完全可以滿足開發(fā)所需要的要求，所以 C51 系列單片機(jī)是最佳的選擇。 STC90C51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下： 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 STC90C51RD+系列內(nèi)部框圖 STC90C51 系列單片機(jī)引腳說明 VCC： 供電電壓。 當(dāng) P1口 的被輸入 1時(shí) ， 該引腳 會(huì)被置為高電平， 此時(shí) P1為信息的 輸入 端 口， 當(dāng) P1口被置為 0， 則該引腳被置為 低電平時(shí)， 此時(shí)成為信息的 輸出端口。 RST 為單片機(jī)的 復(fù)位輸入 引腳 。 振蕩器特性 : 我們 可以 把這兩個(gè)振蕩器 配置為片內(nèi)振蕩器。除此之外，在軌道上運(yùn)行的還有另外四顆作為備份的衛(wèi)星。主控制站位于美國(guó)科羅拉多州，主要任務(wù)是負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息。它的主要功能就是可以捕獲到衛(wèi)星，并追蹤這些衛(wèi)星 在宇宙空間中的 運(yùn)行。關(guān)機(jī)后，機(jī)內(nèi)天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 電池也會(huì)繼續(xù)為 RAM 存儲(chǔ)器供電來防止存儲(chǔ)在 RAM 存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)丟失。由于它的搜捕時(shí)間很短，所以特別適合用于快速提供精度不高的定位信息。 GPS 定位的基本原理實(shí)際上 是 比較簡(jiǎn)單 的 。作為 GPS 用戶部分的主要部件 —GPS 接收機(jī)，主要是用來接收和處理來自 GPS 衛(wèi)星發(fā)送的位置信息。 2. 定位狀態(tài)，在接收到有效數(shù)據(jù)之前，這個(gè)位為 ―V‖，后面 沒有數(shù)據(jù) ， 當(dāng)接到有效數(shù)據(jù) 之 后，這個(gè)位就變?yōu)?了 ―A‖，這樣后面的數(shù)據(jù)才開始變?yōu)橛行?shù)據(jù)。 V_BCKP 為備用電池連接引腳。 有時(shí)候如果機(jī)器有軟件問題，需要進(jìn)行冷啟動(dòng)，冷啟動(dòng)可以使用 GPSviewer 進(jìn)行。 接口 A、 UART 1 (RxD1/TxD1)是默認(rèn)的串行接口。做為從機(jī)模式時(shí)則無需上拉。建議在 VCC_RF 輸出串接上一個(gè)適 當(dāng)?shù)碾娮栌糜谙拗齐娏? C、定時(shí)脈沖 ANTARIS/GPS 接收機(jī)提供了一個(gè)硬件同步 TIMEPULSE（引腳 29），時(shí)間脈沖周期（ Pulse Period）從 1 ms 到 60 s。 第三節(jié) 存儲(chǔ)模塊 在本次的行車記錄儀的設(shè)計(jì)中要求包含存儲(chǔ)模塊，將從 GPS 模塊收集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，以便擁有可以查閱歷史紀(jì)錄的功能。 AT24C16 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗 CMOS 串行 EEPROM，它內(nèi)含2568 位存儲(chǔ)空間，具有很寬的工作電壓 （ ～ ）和大量的擦寫次數(shù)（大于10000 次），除此之外，寫入速度也非?？?。 對(duì)所有字節(jié)采用的讀取方式均為單一操作方式 。在本次設(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)中