【正文】 高建平教授慈祥親切、于春和 副 教授風(fēng)趣幽默，兩位老師讓我更全面地了解電子學(xué)的歷史和現(xiàn)狀。有時(shí)候系統(tǒng)存在一些小問題，但就是這些小問題而導(dǎo)致系統(tǒng)無法達(dá)到設(shè)計(jì)的目的甚至所有的設(shè)計(jì)毀于一旦，而這些小問題往往可能就是在原 理圖設(shè)計(jì)時(shí)一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤；在程序設(shè)計(jì)時(shí)，一條語句編寫錯(cuò)誤而引起的。 結(jié) 論 基于 GPS 的車輛行駛信息記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本次 到此，就暫告一段落了。采用低成本元件實(shí)現(xiàn)高性能的系統(tǒng)，可以滿足生產(chǎn)者和使用者的需求。該軟件使用起來方便、快捷。之后即可編譯連接工程文件了，編譯、連接時(shí)，如果程序出錯(cuò)，則編譯不成功，并在下面的信息窗口給出相應(yīng)的出錯(cuò)提示，以進(jìn)行修改，修改后再編譯、連接，這個(gè)過程可能會(huì)重復(fù)多次。用戶不需要任何硬件支持就可以模擬各種 ARM 內(nèi)核、外部設(shè)備甚至中斷的軟件運(yùn)行環(huán)境。 GPS 數(shù)據(jù)處理模塊程序流程圖如圖 所示： 開 始系 統(tǒng) 初 始 化接 收 數(shù) 據(jù)是 否 $ G P R M C ?有 效 數(shù) 據(jù) 提 取時(shí)分秒提取日月年提取經(jīng)度提取緯度提取數(shù) 據(jù) 處 理 、 存儲(chǔ)是否起 始 幀 $ 判 斷 ？否是返 回 圖 GPS 數(shù)據(jù)處理模塊程序流程圖 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試與 結(jié) 果 分析 概述 IAR系統(tǒng)嵌入式 Workbench是一種用于開發(fā)應(yīng)用各種不同的目標(biāo)處理器的靈活的集成環(huán)境 。同其他通訊協(xié)議類似，對(duì) GPS 信息進(jìn)行提取必須首先明確其幀結(jié)構(gòu)。 0x08 該命令為主機(jī)提供關(guān)閉當(dāng)前打開的文件的功能。 例： 55 AA 05 0D 00 00 00 00 00 31 32 33 34 35 36 37 38 39 EF 向打開的文件寫入 123456789數(shù)據(jù)。參數(shù)為 N 字節(jié) （字符串格式，即文件名以 0 結(jié)尾），即 8 字節(jié)的基本文件名（模塊不支持漢字編碼，字母不區(qū)分大小寫）， 3 字節(jié)擴(kuò)展名。 例如：按照狀 態(tài)命令（ 01） +創(chuàng)建命令（ 02） +打開命令（ 06） +寫入數(shù)據(jù)命令（ 05)+保存命令（ 04） +關(guān)閉命令（ 08）這樣的命令而不判斷 BUSY，當(dāng)創(chuàng)建到大概 800 多個(gè)文件時(shí)，創(chuàng)建命令時(shí)間變長，使得后續(xù)打開命令（ 06）丟失，而寫入數(shù)據(jù)命令（ 05)+保存命令（ 04）因沒有打開文件（打開命令丟棄沒有執(zhí)行）， 而執(zhí)行失敗，這樣會(huì)出現(xiàn)創(chuàng)建好文件后，沒有寫入數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，如果判斷 BUSY就能解決此問題。 電 源電路如圖 所示： 圖 電源電路 整體硬件電路 本系統(tǒng)的硬件電路主要包括 GPS 接收模塊 、 MSP430F149 單片機(jī) 和 SD 卡讀寫模塊組成 。 表 GPS 引腳功能介紹 1 VANT 輸入 天線偏 置電壓 11 TXD1 輸出 串口 1 2 Vcc 輸入 供應(yīng)電壓 12 RXD1 輸入 串口 1 3 VBAT 輸入 備用電 源電壓 13 GND 地 4 Vcc 輸入 供應(yīng)電壓 14 TXD2 輸出 串口 2 5 RESETN 輸入 復(fù)位 15 RXD2 輸入 串口 2 6 Reserved 16 GND 地 7 Reserved 17 GND 地 8 Reserved 18 GND 地 9 Reserved 19 TIMEPULSE 輸出 時(shí)間脈沖 10 GND 地 20 GND 地 信息接收電路 由于我們所采用的 RCB4H 信號(hào)接收模塊輸出信號(hào)為 RS－ 232 電平，而MSP430 單片機(jī)串口所使用的電平為 TTL 電平，所以為了能使單片機(jī)正常的與RCB4H 信號(hào)接收模塊進(jìn)行通訊，故需要對(duì)電平進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，所以我使用了MAX232 轉(zhuǎn)換芯片。 簡(jiǎn)介 GPSOEM 板采用單一 5V 供電，內(nèi)置保護(hù)電池 ， RS23 TTL 兩種電平自動(dòng)輸出 NMEA0183 格式（ ASCII 字符型）語句。 接收機(jī)的分類 GPS 接收機(jī)可以根據(jù)用途、工作原理、接收頻率等進(jìn)行不同的分類。其中二極管D3 的加入是保證 REST 端的電壓限定在一定范圍內(nèi)不會(huì)太高。復(fù)位電路把單片機(jī)鎖定在復(fù)位狀態(tài)上并且維持一個(gè)延時(shí)，以便給予電源電壓從上升到穩(wěn)定的一個(gè)等待時(shí)間 。 MSP430 系列單片機(jī)時(shí)鐘模塊包括數(shù)控振蕩器 (DCO)、高速晶體振蕩器和低速晶體振蕩器等 3 個(gè)時(shí)鐘源。= ~BIT4。// 該程序是將 置 1，此時(shí)該引腳將具有異步串口通信功能。 59 腳 TA0， 60 腳 TA1， 61 腳 TA2， 2 腳 A3， 3 腳 A4， 4 腳 A5， 5 腳 A6，6 腳 A7 的第二功能為 8 路的內(nèi)部 12 位 ADC 模擬電壓輸入端口。 32 腳 UTXD0、 33 腳 URXD0 的第二功能為 MSP430F149 單片機(jī)兩路串口通訊接口中的第一路。 MSP430 功能框圖 如圖 所示 ： 圖 MSP430 功能框圖 MSP430F149 芯片是美國 TI 公司推出的超低功耗微處理器，有 60KB+256字節(jié) FLASH， 2KBRAM，包括基本時(shí)鐘模塊、看門狗定時(shí)器、帶 3 個(gè)捕獲／比較寄存器和 PWM 輸出的 16 位定時(shí)器、帶 7 個(gè)捕獲／比較寄存器和 PWM 輸出的 16 位定時(shí)器、 2 個(gè)具有中斷功能的 8 位并行端口、 4 個(gè) 8 位并行端口、模擬比較器、 12 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器、 2 個(gè)串行通信接口等模塊 。 SD卡通過 SD 卡讀寫模塊存儲(chǔ)經(jīng)過單片機(jī)處理過的有效信息。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框架圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框架圖 此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要包括 GPS 接收模塊 、 MSP430 單片機(jī)、 SD 卡讀寫 模塊、串行通信接口等幾部分，各部分設(shè)計(jì)及主要功能介紹如下： GPS 接收模塊 ： GPS 接收機(jī)的功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)接收到的 GPS 信 號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)天線視界內(nèi)衛(wèi)星的跟蹤、鎖定和測(cè)量。 GPS數(shù)據(jù) GPS 模塊協(xié)議 支持 NMEA0183 協(xié)議， NMEA0183 協(xié)議是 National Marinc Elcctronics Association 所指定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，這一標(biāo)準(zhǔn)還包含傳輸資料的格式以及傳輸資料的通信協(xié)議。下面對(duì) GPS系統(tǒng)及其工作原理和本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做一下具體說明。第 2 章對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分析， 提供 了 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)方案。讓我對(duì) GPS 的工作原理有了更深的認(rèn)識(shí)。 GPS 系統(tǒng)通過使用來自多個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)來確定地面或近地面任何位置的移動(dòng)接收機(jī)的位置。 SD card。車輛行駛信息記錄系統(tǒng) 主要由 1 片 MSP430F149型號(hào)的單片機(jī)組成的控制電路、 GPS 接收模塊組成的 信息接收電路、 SD 卡讀寫模塊電路組成。 GPS 接收模塊接收 GPS 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過 MSP430 單片機(jī)解析，提取出所需要的時(shí)間以及經(jīng)緯度信息通過串口發(fā)送到 SD 卡存儲(chǔ)起來。 information storage 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目錄 第 1 章 緒論 ......................................................................................................................... 1 課題研究的目的和意義 ............................................................................................ 1 課題的主要研究內(nèi)容 ................................................................................................ 2 論文的組織結(jié)構(gòu) ........................................................................................................ 2 第 2 章 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方案 ............................................................................................. 3 GPS 系統(tǒng)及其工作原理 ........................................................................................... 3 GPS 基礎(chǔ) ............................................................................................................ 3 GPS 定位原理 .................................................................................................... 3 GPS 數(shù)據(jù) ............................................................................................................ 4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 6 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 9 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)概述 ............................................................................................ 9 系統(tǒng)電路模塊設(shè)計(jì) .................................................................................................... 9 MSP430F149 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ............................................................................... 10 MSP430F149 單片機(jī)最小系統(tǒng) ....................................................................... 16 GPS 定位信息接收電路 .................................................................................. 16 SD 卡讀寫電路 ................................................................................................ 20 電源模塊電路 .................................................................................................. 21 整體硬件電路 .......................................................................................................... 22 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 24 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)概述 .......................................................................................... 24 系統(tǒng)各部分程序 ...................................................................................................... 24 主程序 .............................................................