【正文】 例如存儲(chǔ)模塊，本次使用的存儲(chǔ)模塊 為 EEPROM存儲(chǔ)器， EEPROM 的特點(diǎn)是存儲(chǔ)空間小并且存儲(chǔ)速度慢，雖然對于本次的設(shè)計(jì)影響不大，但是當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)更好一點(diǎn)的行車記錄儀的時(shí)候， EEPROM 就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，這就需要存儲(chǔ)空間更大存儲(chǔ)速度更快的存儲(chǔ)器來代替它。即利用 GPS 模塊接收信號(hào)和單片機(jī)的處理最終可以在液晶屏上顯示汽車當(dāng)前的位置信息以及車輛的行駛狀態(tài)和當(dāng)前的日期和時(shí)間，并且可以用鍵盤來控制液晶屏顯示的內(nèi)容。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅可以用在軟件開發(fā)上，編寫系統(tǒng)軟件，也可以用于硬件系統(tǒng)的開發(fā)，具體應(yīng)用比如單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等。此種編碼鍵盤雖然使用起來很方便，但是它硬件開銷大、電路比較復(fù)雜、成本也比較高，因此常常不被單片機(jī)系統(tǒng)所采用，在單片機(jī)系統(tǒng)中一般是用非編碼鍵盤來代替編碼鍵盤。 各種顯示器都有自己特殊的功能，每個(gè)顯示器都有自己的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也都有一些小的缺憾，因 此選擇什么樣的顯示器要根據(jù)系統(tǒng)需要而定。它通過 SDA（串行數(shù)據(jù)線）及 SCL（串行時(shí)鐘線 )兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件：不管是單片機(jī)、存儲(chǔ)器、 LCD 驅(qū)動(dòng)器還是鍵盤接口。 天線供電： NEO5 RF_IN 引腳不對天線供電。 Class ―MON‖。最大電源紋波峰峰值不得超過 50mV。一般來說這樣的方程都有天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 唯一的解，由此我們就可以得到準(zhǔn)確的位置參數(shù)信息。它具有周期短頻率低等優(yōu)點(diǎn)，他的周期僅為 1 m s；碼的頻率也僅有 ，它的一個(gè)周期中有1023 個(gè)碼位。 所謂的用戶設(shè)備部分其實(shí)就是 一種信號(hào) 接收 設(shè)備（即 GPS 信號(hào)接收機(jī)） 。 GPS 的空間部分是由均勻分布在 6 個(gè)軌道面上距離地球表面兩萬多米的 24 顆衛(wèi)星組成。 P3口 除了上面提到的功能外，還可以 作 為 STC90C51的一些特殊 的 功能 接 口，例如有以下備選功能： （ RXD 口）和 （ TXD 口）相對應(yīng)，他們可以分別作為串行口的輸入和輸出 （串行輸入口） ； 和 ，他們可以分別作為 /INT0和 /INT1，即 外部中斷 0和 外部中斷 1的接口； 和 ，他們可以分別做為外部 T0和 T1的輸入端口（ T 指的是定時(shí)器）； 和 ，他們分別是外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀寫選通接口，其中 /WR表示寫選通， /RD 表示讀選通； P3口 的另外一種功能就是可以 為 閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些 控制信號(hào) 。 這個(gè)系統(tǒng) 幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可 以 稱得上 是 一個(gè) 完整的 片上系統(tǒng)。例如 ARM 單片機(jī)，作為一款 32 位 的微 處理器， ARM 與普通的 8 位單片機(jī)相比，其處理效率要高很多 很多 。雖然選定了控天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 制芯片為單片機(jī)，但是單片機(jī)的種類多種多樣，迄今為止，市場上出售的單片機(jī)產(chǎn)品的種類有 60 多類，每一類都包含十多個(gè)品種。 我國對行車記錄儀的研究和實(shí)踐相對較晚，是從 20 世紀(jì) 80 年代末期才開始的。從執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)上來講，現(xiàn)有《汽車行駛記錄儀》國家標(biāo)準(zhǔn)只是推薦性使用標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于記錄 儀的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證、安裝使用范圍、違規(guī)處罰等都沒有明確的、具有法律約束力的規(guī)定。 第一節(jié) 行車記錄儀的簡介及 研究的目的和意義 在百度百科中，行車記錄儀的定義是這樣的一個(gè)東西，它可以說是使用在汽車上的黑匣子，它由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供能源，通過高清攝像鏡頭攝影，可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)錄像錄影的功能，記錄車輛行駛過程中的影像及聲音，當(dāng)意外發(fā)生時(shí)，可以提取記錄儀記錄的信息做為交通事故的證據(jù)，保障駕駛?cè)俗晕覚?quán)利。因此，行車記錄儀的出現(xiàn)極大的降低了交通事故的發(fā)生率。平時(shí)也還可以做停車監(jiān)控。在這樣的情況下，行車記錄儀的概念誕生了。 相比國外的機(jī)械式行車記錄儀，我國的產(chǎn)品均為數(shù)字式的產(chǎn)品，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測記錄車輛行駛的各種狀態(tài)信息并且還可以有效準(zhǔn)確地鑒別駕駛員身份，同時(shí)還具備超 速報(bào)警功能，串口通信功能以及打印輸出功能。由于處理位數(shù)太少，并不能夠?qū)Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)中需要處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行很快很好的處理，因此在本次設(shè)計(jì)中我們不采用它。 PIC 單片機(jī)種類很多，他的優(yōu)點(diǎn)是比其它的單片機(jī) (例如 51 單片機(jī)， AVR 單片機(jī) )都 要 穩(wěn)定一些，所以這類單片機(jī)一般用在社會(huì)上 對 穩(wěn)定性 的要求 比較高的場合。當(dāng) P0口被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位時(shí)還可以用于外部程序 /數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 。在外部程序 存儲(chǔ)器 取地址的時(shí)候，每個(gè)機(jī)器周期 該引腳有效兩 次。 P 碼頻率較高，因此有很強(qiáng)的抗干擾能力和準(zhǔn)確的定位精度，但是它受到了美國軍方的管制。 GPS 接收機(jī)又由天線部分和接收部分組成。 GPS 最開始的 用處就是用在美國軍方的軍事活動(dòng)，軍事科研等方面，雖然后來對民間開放，但是美國軍方對 GPS 的使用范圍進(jìn)行了一些控制，只有 C/A 碼和廣播星歷向全球開放。在接收端采用 UBLOX 公司最新的 KickStart 微弱信號(hào)攫取技術(shù) [5]，無論天線尺寸多大，設(shè)備所處的位置如何，只要可以接收到 GPS 信號(hào)，都可以確保采用此模 塊的設(shè)備能夠有最佳的初始定位性能并進(jìn)行快速定位。如果沒有后備電池，將該引腳應(yīng)該接 VCC 或者 GND。接收器以 USB 自供電設(shè)備方式使用時(shí)，基本不耗電。 D、 EXTINT0 Timemark GPS 接收機(jī)可用于進(jìn)行時(shí)間的精確測量，它的精度很高，達(dá)到了亞毫秒級(jí)，使用的是外部中斷 0（ EXTINT0）。第 6腳 SCL為 串行時(shí)鐘輸入線，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī)的 。其中段位式和字符式 的 LCD 只能用于數(shù)字和字符的簡單的顯示， 無法顯示圖形和漢字 ； 但是 點(diǎn)陣式液晶 顯示器 就不僅僅是這樣了，它 不僅能夠 清楚完美的 顯示字符和數(shù)字等 簡單信息，還可以顯示各種圖形 等復(fù)雜的信息 ，除此之外 它 還可以實(shí)現(xiàn)屏幕的上下左右滾動(dòng)等復(fù)雜功能。 [10] 本次設(shè)計(jì)的行車記錄儀采用四個(gè)獨(dú)立按鍵，主要控制液晶顯示屏的翻頁，占用資源少，設(shè)計(jì)簡單，所以用獨(dú)立鍵盤完全可以 滿足要求，單片機(jī)與獨(dú)立鍵盤的連接的原理圖如圖所示： 圖 單片機(jī)與獨(dú)立鍵盤連接的原理圖 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 第四章 行車記錄儀系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 編程語言的選擇 汽車行駛記錄儀軟件部分主要是結(jié)合硬件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)記錄儀的各項(xiàng)功能。程序的流程圖如下所示： 圖 主程序流程圖 主程序內(nèi)容見附錄。同時(shí)一些 必要的工具也必須要學(xué)習(xí)和掌握，比如說硬件電路原理圖和印制板圖繪制工具 Protel等。同時(shí)在這次的課題中我還學(xué)習(xí)到了國內(nèi)外關(guān)于電子領(lǐng)域的研究經(jīng)驗(yàn)，更深一步的把自己在大學(xué)中學(xué)到的知識(shí)同實(shí)踐聯(lián)系了起來，讓我對單片機(jī)， GPS，液晶顯示，存儲(chǔ)器有了更徹底的了解，對我以后的發(fā)展一定會(huì)起到不一樣的影響。還有一次，鍵盤模塊可以很好的控制液晶屏的換頁，單片機(jī)也可以將輸入的數(shù)據(jù)從液晶屏中顯示出來，但是當(dāng)接收到來自 GPS 模塊的信號(hào)時(shí)，卻不能將數(shù)據(jù)很好的從液晶顯示器輸出，開始以為 GPS 模塊的數(shù)據(jù)沒有輸入到單片機(jī)中，但是經(jīng)過了串口輸入的調(diào)試發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)可以很好的進(jìn)行傳輸，在發(fā)現(xiàn)硬件好多都 沒問題之后，又對軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)沒有一點(diǎn)問題。如果存儲(chǔ)器還有存儲(chǔ)空間的話，則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，處理器不同，采用的匯編語言語法和編譯器也就不一樣，不同的編譯的程序無法在不同的處理器上執(zhí)行，可移植性非常差；而且想要從匯編語言代碼上理解程序設(shè)計(jì)的想法或者是意圖那是非常困難的，因此也就導(dǎo)致了它的可維護(hù)性非常的差，即使是完成簡單的工作也一定要編寫大量的程序代碼，這樣的話 產(chǎn)生 bug 那是很正常的，調(diào)試工做也就理所當(dāng)然的變得很困難；使用匯編語言必須對某種處理器做到特別的了解，而且只能針對特定的體系結(jié)構(gòu)和處理器進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)效率特別的低，周期特別長并且特別單調(diào)乏味。鍵盤是一組 按鍵天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 的組合。 第四節(jié) 液晶顯示模塊的硬件設(shè)計(jì) 顯示模塊的主要功能是同鍵盤相配合，起到幫助使用者更直觀、簡便地操作記錄儀主機(jī)系統(tǒng)的作用。單片機(jī)系統(tǒng)一般都不會(huì)采用硬盤或者軟盤作為存儲(chǔ)設(shè)備，相對的大部 分單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)使用 FLASH 存儲(chǔ)器來存放數(shù)據(jù)和代碼。獨(dú)立于 VCC，如果不使用該引腳可以將之懸空。如 USB 未使用，該引腳必須連接到 GND。他的計(jì)算方法如下 ： 如接收到的緯度是： / 100 = 可以直接讀出緯度的度數(shù)： 45 度 （ –45） * 60 = 即 27 分 （ –27） * 60 = 即 50 秒 經(jīng)過計(jì)算得到的緯度的數(shù)值： 45 度 27 分 50 秒。于是我們得到這樣的一個(gè)簡單的多元方程組： (A i U a ) L + (Bi U b )L + (C i U c )L = (R i Cb)L 這里 A i、 B i、 Ci 分別代表四顆衛(wèi)星的位置參數(shù)，由 GPS 衛(wèi)星以 50 Hz 的速率向全球不間斷廣播。 GPS 接收機(jī)的性能與結(jié)構(gòu) GPS 衛(wèi)星全部都采用展頻技術(shù)來向地面發(fā)射信號(hào)，兩個(gè)載頻發(fā)射 (L 1 波長為 19 cm，頻率 f 1= 15410. 23MHz； L 2 波長為 24 cm，頻率 f 2= 120)的信號(hào)傳輸速率為 50 Hz，調(diào)制方式為二相鍵控 (BPSK)調(diào)制，且信號(hào)被調(diào)制在偽隨機(jī)碼上。它們將從衛(wèi)星接收到的觀測數(shù)據(jù)（包括電離層和氣象數(shù)據(jù)）經(jīng)過初步處理后傳送到主控站。 因?yàn)榻o振蕩器 內(nèi)部 輸入 時(shí)鐘信號(hào) 時(shí)會(huì)通過一個(gè)二分頻 的 觸發(fā)器 模塊 ，因此 這個(gè) 對外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬 沒有什么 要求，但 是需要注意的是，我們必須得 保證 輸入信號(hào)的 脈沖的高低電平 所 要求的寬度。 P2口 ： P2口為 8位雙向 I/O 口，當(dāng) 給 P2口 輸入 ―1‖時(shí)， 該引腳被置為高電平 ，此時(shí)它 作為輸入 端口 。 STC 單片機(jī)完全兼容 51 單片機(jī)，并有其獨(dú)到之處，其抗干擾 能力極 強(qiáng)， 保密性也很不錯(cuò) ，功耗 低 ，可以 進(jìn)行 遠(yuǎn)程升級(jí)，內(nèi) 部 還配置 有 MAX810專用復(fù)位電路，價(jià)格也較便宜，性價(jià)比非常高，最重要的是上手容易，而且擁有不錯(cuò)的性能。 16 位單片機(jī)是在 20 世紀(jì) 80 年代才慢慢的發(fā)展起來的。因此在我國對于記錄儀的研發(fā)道路還有很長的路要走。目前較為常見的電子式記錄儀包含記錄儀、顯示器、數(shù)據(jù)采集處理卡、傳感器以及 PC 機(jī)處理軟件等幾個(gè)部分，其中傳感器用來采集數(shù)據(jù)，顯示器用來顯示實(shí)時(shí)的道路信息與車輛信息，數(shù)據(jù)采集處理卡用來存儲(chǔ)行駛記錄儀采集到的數(shù)據(jù)， PC 處理軟件用來對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和事故分析。 [1]借助強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)，最終使它成為一種對車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息記錄、監(jiān)控并且為車輛提供科學(xué)、合理調(diào)度的管理系統(tǒng)，在確?，F(xiàn)代道路 交通安全運(yùn)輸和高效物流天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 動(dòng)態(tài)營運(yùn)管理上起到了不可或缺的重要作用。對于GPS 模塊，詳細(xì)的介紹了 GPS 模塊的工作原理以及如何對接收到的信號(hào)進(jìn)行解析，最后詳細(xì)的介紹了如何借助軟件對解析完的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并在液晶屏中顯示，以及如何通過鍵盤切換液晶屏顯示的內(nèi)容，最終實(shí)現(xiàn)記錄儀所要完成的功能，即實(shí) 時(shí)記錄車輛的位置與行駛狀態(tài)。本文中詳細(xì)介紹了單片機(jī)的各個(gè)引腳功能以及如何實(shí)現(xiàn)和其他設(shè)備之間的通信。從目前的發(fā)展來看，他一定會(huì)與汽車的其他電子系統(tǒng)（如 GPS定位系統(tǒng)、 GSM 數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)、圖像監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)等）相結(jié)合，向著大容量、模塊化、系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)無線傳輸和數(shù)據(jù)集成處理的方向發(fā)展。隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，歐盟開始制訂數(shù)字式記錄儀的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) ，并規(guī)定從 20xx 年 8 月起，那些新注冊的機(jī)動(dòng)車必須安裝這種數(shù)字式的汽車行駛記錄儀，從那時(shí)起，傳統(tǒng)的紙盤試記錄儀就慢慢的退出了人們的生活。而且現(xiàn)在的記錄儀產(chǎn)品大多都采用 的 8 位或者 16 位單片機(jī)做為主處理器，這也將極大地限制記錄儀系統(tǒng)的接口擴(kuò)展，功能的完善以及實(shí)時(shí)性能的提高。由于這種 類型的 單片機(jī)片 內(nèi)資源豐富并且有強(qiáng)大的處理功能，所以在工業(yè)控制、智能儀表、家用電器和自動(dòng)化辦公系統(tǒng)中應(yīng)用的比較廣泛。因此在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我選擇的是 STC 公司生產(chǎn)的 90C51 系列的單片機(jī)。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口 主要是 作為低八位地址 的 接收 端口 。如 果我們 采用外部 時(shí)鐘源 驅(qū)動(dòng)器件 的話 ， 我們應(yīng)該把 XTAL2引腳懸空 。監(jiān)測站裝配有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機(jī)。目前各種類型的接受機(jī)體 積被做的越來越小，重量也越來越輕，越來越便于用在野外觀測中。由于每個(gè)地方都能監(jiān)測到四顆衛(wèi)星，這 4 顆衛(wèi)星同時(shí)向 GPS 接收機(jī)發(fā)射時(shí)鐘信號(hào)，我們將它取名為 D t， GPS接收機(jī)將收到的時(shí)鐘信號(hào)與自身的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行對比，就可以得出時(shí)鐘偏差，這就是衛(wèi)星信號(hào)傳播所需要的時(shí)間， 我們 將它乘以 3*108m/s， 就可以計(jì)算出衛(wèi)星信號(hào)傳播的距離。 3. 緯度，把緯度轉(zhuǎn)換成度分秒的格式 是很有必要的，因?yàn)橹挥羞@樣我們才能看得懂。 VDD_USB USB 接口電源，該引腳電壓范圍： 。 D、 SPI I/O 引腳 A、 EXTIN