【正文】 ed char sendData(unsigned char my Data){ IOCLR=AT45_CS。 SPI_SPDR =my Data。 //直接將數(shù)據(jù)發(fā)到SPDR數(shù)據(jù)寄存器，可能arin不需要每bit的寫(xiě)*/ While(0 == (SPI_SPSRamp。080))。 /*wait until the data is sent*/ IOSET =AT45_CS。 Return(SPI_SPSR）。}/******************************************************函數(shù)名稱：rcvData功能：從spi接口接收并返回1字節(jié)數(shù)據(jù)******************************************************/ unsigned char rcvData(){ unsigned my Data=0。 my Data=SPI_SPDR； return my Data； }本系統(tǒng)是一個(gè)多種供電電壓共存的混合系統(tǒng)，汽車(chē)電源是12V，必須將其轉(zhuǎn)化為各模塊所使用的輸入電壓。為了防止電壓過(guò)高燒壞器件，選用電源模塊輸入電壓值至少大于24V。89C205音頻放大芯片TDA2822等輸入電壓為5V；GPRS模塊輸入電壓是36V；GPRS/GSM模塊，MAX3232E，AT45DB161，MAX708S，ST16C552, ALTREA EPM7032， 74LV245，74LV04。另外系統(tǒng)采用專用復(fù)位芯片MAX708S提供給LPC2104，GPS與GPRS/GSM的復(fù)位信號(hào)，它提供200ms復(fù)位時(shí)間延遲，性能穩(wěn)定。 電源設(shè)計(jì)電路圖 PCB板的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由核心板、LCD顯示屏、紅外接收及外圍插口板構(gòu)成。主板是這個(gè)系統(tǒng)的核心，主板上的CPU工作在高頻狀態(tài)，因而主板必須按高頻板設(shè)計(jì)的原則來(lái)設(shè)計(jì)，為此主板采用了4層PCB板設(shè)計(jì)，第一、四層是信號(hào)線布線區(qū)、第二層是地、第三層是電源層?？紤]到系統(tǒng)的可調(diào)試性和成本，其它的電路模塊都單獨(dú)布成雙面板。下面分析系統(tǒng)的板級(jí)設(shè)計(jì)所需要注意的幾個(gè)方面。1．源分配 電源網(wǎng)絡(luò)分配方法在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)之初，首先要考慮的問(wèn)題就是電源分配網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)秀的電源分配網(wǎng)絡(luò)將會(huì)大大降低系統(tǒng)的噪聲。一般來(lái)講，電源分配有兩種方法：電源總線法（Power buses）和電源位面法（Power Planes），電源位面法較之電源總線法有著比較好的阻抗特性，盡管電源位面法通常需要在整塊電路板鋪上金屬層，增加了電路板成本。電源總線法不可避免的會(huì)產(chǎn)生電源線長(zhǎng)條，盡管可以把這些電源線設(shè)置的很寬，但是它依然會(huì)有一些小的阻抗，雖然阻抗不大，但是它的影響卻是不能忽略的。在電源位平面上，電流不受線路控制，分布在整個(gè)層上，由于整體的阻抗小，電源位平面比總線系統(tǒng)的噪聲小很多。當(dāng)然電源位平面法并不能完全消除噪聲，因而額外的噪聲過(guò)慮措施是必需的。一般來(lái)講在電源的接入端放一個(gè)110uf的電容，前者用來(lái)濾除低頻信號(hào)，后者用來(lái)濾除較高頻率的于擾。電源分配網(wǎng)絡(luò)另外一個(gè)很重要的功能是它可以為系統(tǒng)所有信號(hào)提供一個(gè)回路，這樣可以削弱很多高速噪聲問(wèn)題的產(chǎn)生。2．信號(hào)完整性信號(hào)完整性是指信號(hào)在信號(hào)線上的質(zhì)量。信號(hào)線完整包括以下兩個(gè)基本條件：（1）空間完整性，又稱信號(hào)幅值完整性，為滿足電路的最小輸入高電平和最大輸入低電平要求。（2）時(shí)間完整性，為滿足電路的最小建立和維持時(shí)間。影響信號(hào)完整性的主要因數(shù)如下：（1）延遲：源于信號(hào)在PCB板的導(dǎo)線上以有限的速度傳輸，信號(hào)從發(fā)送端到達(dá)接收端存在一個(gè)傳輸延遲。延遲對(duì)系統(tǒng)的時(shí)序產(chǎn)生影響，在高速數(shù)字系統(tǒng)中，傳輸延遲主要取決于導(dǎo)線的長(zhǎng)度和導(dǎo)線周?chē)橘|(zhì)的介電常數(shù)。（2）反射噪聲（振鈴噪聲）：源于信號(hào)線網(wǎng)的阻抗失配、分叉、過(guò)孔、彎曲及其它阻抗不連續(xù)性。（3）串?dāng)_噪聲：源于信號(hào)線網(wǎng)之間、信號(hào)系統(tǒng)和電源分布系統(tǒng)之間、過(guò)孔之間的電磁耦合。（4）順變電流噪聲：源于由過(guò)孔、電源/地層的分割導(dǎo)致的回流路徑的不連續(xù)，瞬間電流特別當(dāng)多個(gè)驅(qū)動(dòng)同時(shí)翻轉(zhuǎn)時(shí)在電源/地層上產(chǎn)生的電壓波動(dòng)。PCB層設(shè)置、PCB材料影響傳輸線特性阻抗等，線寬、線長(zhǎng)、線間距在高速、高密度PCB設(shè)計(jì)中的影響，阻抗匹配、負(fù)載以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響。實(shí)際布局布板遇到的問(wèn)題和解決方法：我們的系統(tǒng)的芯片都采用SMD貼片封裝，主板處在高頻工作狀態(tài)，因而主板采用4層板設(shè)計(jì)，電源網(wǎng)絡(luò)采用電源位平面法，為了便于信號(hào)測(cè)試，大部分的信號(hào)線都布在第一層，由于電源平面被劃分成3個(gè)不同電壓平面，所以把裂縫較少的地平面放在第二層以更好的減少第一層的信號(hào)電流回路，電源平面在第三層，為第四層少量的信號(hào)走線提供信號(hào)電流回路。在PCB設(shè)計(jì)完成之后，使用PROTEL的DRC功能來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)檢查，最后使用Signal Integrit來(lái)進(jìn)行信號(hào)完整性的檢查和分析。3．路電容問(wèn)題旁路電容并不是越大旁路效果就越好，去耦的效果決定于寄生在電容上的ESL（等級(jí)電感）和ESR（等級(jí)電阻）的大小。一般的看來(lái)，在電源入板處接一個(gè)10uf的電解電容、在每個(gè)芯片的電源、。一個(gè)推薦的旁路電容放置方法是把它放在芯片的正下方，并從電源、地引出兩條盡可能短的線到電容，當(dāng)然這樣做的代價(jià)是減少了信號(hào)線的空間，但是它也減少了我們以后在減少噪聲上的工作量。（1）DC_DC轉(zhuǎn)換電路所用元器件，先焊接，測(cè)量電壓正常后，再焊其它芯片（2）配置濾波與儲(chǔ)能緩沖工程電容 濾波和儲(chǔ)能電容電路圖4．試點(diǎn)問(wèn)題在一個(gè)都是SMD貼片元件PCB板上，測(cè)試點(diǎn)是至關(guān)重要的，對(duì)于一些重要信號(hào)必須為其添加測(cè)試點(diǎn)，這有利于系統(tǒng)進(jìn)行硬件調(diào)試，添加一些發(fā)光二極管也是有效的測(cè)試手段。測(cè)試點(diǎn)可以大大提高調(diào)試效率。我們的主板除了添加了重要信號(hào)的測(cè)試點(diǎn)外，還增加了5個(gè)測(cè)試用的LED指示燈和5個(gè)按鍵，這些測(cè)試措施被證明是極其有效的，它大大加快了我們軟硬件的調(diào)試速度。 PCB板的可靠性設(shè)計(jì)因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)需要使用在情況復(fù)雜的汽車(chē)內(nèi)，因而它必須具有較高的可靠性。在設(shè)計(jì)的時(shí)候針對(duì)以下幾個(gè)要素（方面）進(jìn)行考慮以保障整個(gè)系統(tǒng)的可靠性：1．提供穩(wěn)定、可靠的電源系統(tǒng)良好的電源對(duì)系統(tǒng)的可靠性起著至關(guān)重要的作用。電源的輸出功率應(yīng)大于實(shí)際功率的50%100%。在汽車(chē)?yán)?，常?huì)產(chǎn)生電壓波動(dòng)，引起不可忽視的電壓干擾信號(hào)，甚至燒壞其它芯片。系統(tǒng)采用電源模塊MIC29300_5V和MIC29150_5V具有效率高、體積小、輸入電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。2．正確、良好的接地系統(tǒng)和屏蔽系統(tǒng)我們?cè)赑CB板制作的過(guò)程中對(duì)數(shù)字地、模擬地的布局進(jìn)行考慮。為了避免車(chē)輛其它電器設(shè)備對(duì)我們的系統(tǒng)產(chǎn)生影響（它可能導(dǎo)致程序跑飛等異常狀況），我們考慮將系統(tǒng)用金屬盒屏蔽起來(lái)，外殼和大地相連接，以減少外界的輻射干擾。3．其他措施PCB板布局、布線的好壞直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，PCB板可能需要多次設(shè)計(jì)、制版、調(diào)試之后才能達(dá)到要求。良好的軟件設(shè)計(jì)也可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。第4章 外圍設(shè)備設(shè)計(jì)為了方便用戶，創(chuàng)造友好的人機(jī)界面，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了紅外電話手柄和LCD顯示屏。紅外電話手柄提供語(yǔ)音接口及撥打電話號(hào)碼功能。紅外電話手柄包括紅外撥號(hào)器（紅外發(fā)射器、鍵盤(pán)、LED顯示屏）、紅外接收器、音頻放大電路、麥克風(fēng)、耳機(jī)接口。 紅外手柄結(jié)構(gòu)圖 紅外發(fā)射器 紅外發(fā)射器的編碼主要有以下兩種編碼格式。第一種格式為1919011621格式；第二種為3010格式。下面分別具體介紹這兩種編碼格式。 第一種格式以1621為例，當(dāng)按下?lián)芴?hào)器上的某個(gè)按鍵時(shí)，撥號(hào)器將發(fā)射出一幀數(shù)據(jù)，幀數(shù)據(jù)的編碼格式由三部分組成：引導(dǎo)碼、客戶碼、和數(shù)據(jù)碼。 1621幀數(shù)據(jù)格式對(duì)于一個(gè)發(fā)射器來(lái)說(shuō)，每個(gè)按鍵所發(fā)射的幀數(shù)據(jù)的客戶碼總是一樣的，有區(qū)別的只是數(shù)據(jù)碼。其中9012和1911621格式的唯一區(qū)別就是引導(dǎo)碼的高電平寬度不一樣，1913和1621格式為9ms。幀結(jié)構(gòu)中的客戶碼和數(shù)據(jù)碼各有兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)和第二個(gè)字節(jié)互為按位取反，其中客戶碼的高4位與低4位又互為按位取反，如幀結(jié)構(gòu)OFF0AA55?！?’碼和‘1’碼的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，‘0’ 、‘1’碼由 。碼元的高電平信號(hào)采用38KHz矩形波（載波）調(diào)制發(fā)射，載波占空比（Duty）為1/3，低電平無(wú)信號(hào)發(fā)射。 1621格式碼元第二種格式3010與第一種格式截然不同，它是以信號(hào)脈沖的上升沿和下降沿來(lái)分別表示‘1’碼和‘0’碼的。，每一幀由起始位、擴(kuò)展位、翻轉(zhuǎn)位、系統(tǒng)位和數(shù)據(jù)位組成。碼元高電平也是采用38kHz載波調(diào)制發(fā)射。 3010數(shù)據(jù)幀格式 3010格式碼元 1621數(shù)據(jù)幀 前面介紹了紅外撥號(hào)器的編碼格式，下面用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)紅外發(fā)射器。單片機(jī)使用AT89C2051，晶振為12MHz。我們僅使用了單片機(jī)的一個(gè)I/O口，且不必加任何驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)要發(fā)射信號(hào)比如‘0’碼，碼元的高電平時(shí)就是載波信號(hào)，不發(fā)射信號(hào)。，由于單片機(jī)最多只能精確到1微秒，經(jīng)實(shí)踐，載波周期取27微秒時(shí)發(fā)射信號(hào)最穩(wěn)定，發(fā)射距離大于8米。紅外線的載波周期一定要精確到微秒，否則發(fā)射距離極近且容易誤碼，而碼元電平的寬度可允許大到80微秒的誤差。對(duì)于用C51編的程序．可以計(jì)算其匯編代碼，從而得到其載波周期。也可采用循環(huán)延時(shí)的方法來(lái)產(chǎn)生載波，用斷點(diǎn)法來(lái)調(diào)式。通常使用的Keilc編譯器都有程序調(diào)式功能，調(diào)式程序時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器0，并設(shè)為方式1，不必開(kāi)放中斷，在產(chǎn)生載波的循環(huán)子程序里設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)，當(dāng)程序第一次運(yùn)行到斷點(diǎn)時(shí)，記下計(jì)數(shù)器的值，接著繼續(xù)運(yùn)行程序，再只次運(yùn)行到斷點(diǎn)時(shí)又記下計(jì)數(shù)器的值，兩值相減就是載波周期了，反復(fù)改變延時(shí)時(shí)間直至載波周期為27微秒。算出周期后，用示波器測(cè)量看周期是否準(zhǔn)確。 紅外發(fā)射器電路原理圖 鍵盤(pán) 撥號(hào)器鍵盤(pán)采用貼膜按鍵，用C51編寫(xiě)4*4鍵盤(pán)掃描程序及紅外發(fā)射程序。當(dāng)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描時(shí)首先進(jìn)行全掃描，即先將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)，只要有一行電平為低，則表示有鍵按下。然后進(jìn)行逐行掃描，即依次將行線置為低電平（在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平），若某列為低，則表明該列線與置為低電平的行線交叉處的鍵按下。 紅外撥號(hào)器4*4鍵盤(pán)圖 LED顯示屏 為了顯示撥號(hào)器所按的按鍵，用以HT1621為控制器件的LED顯示數(shù)字，HT1621是一款128個(gè)位元的LCD控制器件，內(nèi)部RAM直接對(duì)應(yīng)LCD的顯示單元。主控制器與HT1621接口只需4到5根線。內(nèi)置的省電模式極大的降低了功耗。本文主要介紹用AT89C2051單片機(jī)來(lái)控制HT1621。對(duì)于HT1621，操作之前應(yīng)該給它發(fā)送標(biāo)志碼，表明要求工作在哪個(gè)狀態(tài)。 HT1621標(biāo)志位操作狀態(tài)標(biāo)志碼讀數(shù)據(jù)110寫(xiě)數(shù)據(jù)101讀修改寫(xiě)數(shù)據(jù)101控制命令100 讀模式（標(biāo)志碼：110） 讀模式（讀地址） 寫(xiě)模式（標(biāo)志碼：101） 寫(xiě)模式（寫(xiě)地址）紅外接收器采用單片機(jī)89C2051對(duì)紅外線信號(hào)進(jìn)行解碼，一體化紅外線接收頭HL38817內(nèi)部集成有解調(diào)、信號(hào)放大和整形等電路，專門(mén)接收38KHz紅外信號(hào)。在沒(méi)有紅外線信號(hào)時(shí)，其輸出端為高電平，有信號(hào)時(shí)為低電平，故其輸出信號(hào)電平正好與發(fā)射端相反。接收頭輸出的碼元信號(hào)電平寬度不一樣，‘0’碼高電平寬度為 ，‘1’碼為 。紅外接收、音頻放大、耳機(jī)、音箱等接口都放在～個(gè)電路板上，下面將會(huì)介紹。 車(chē)廂里發(fā)動(dòng)機(jī)聲音、外面雜音也較大，沒(méi)有音箱，與監(jiān)控中心語(yǔ)音通訊就會(huì)比較吃力，這里用TDA2822M集成功率放大器放大音頻至音箱，物美價(jià)廉，聲音宏亮，低音豐富，震撼強(qiáng)烈，毫無(wú)交流聲，在嘈雜的車(chē)廂里也能清晰聽(tīng)到語(yǔ)音。監(jiān)控中心有消息時(shí)還可以語(yǔ)音提示。如果不想干擾其他人，插上耳機(jī)，音頻放大電路的音頻輸入即斷開(kāi)，音箱聲音自動(dòng)關(guān)閉。 音頻放大電路原理圖系統(tǒng)將耳機(jī)、麥克風(fēng)、紅外接收器、音箱、蜂鳴器等接口都放在一個(gè)外圍電路板中，既防止頻繁插拔損壞主電路板，又方便用戶。 LCD顯示屏設(shè)計(jì) 系統(tǒng)需要LCD顯示屏來(lái)顯示監(jiān)控中心發(fā)來(lái)的命令、消息。 默認(rèn)情況下，液晶顯示屏將向用戶顯示一組事先定義好的菜單，用戶可以在沒(méi)有監(jiān)控中心要求的情況下選擇菜單將相應(yīng)的信息發(fā)送至監(jiān)控中心，這組菜單主要用于一般的車(chē)況回報(bào)和實(shí)現(xiàn)部分安全防范功能。監(jiān)控中心可以利用定義好的應(yīng)用層防議來(lái)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)更新這組菜單。當(dāng)車(chē)載終端接收到監(jiān)控中心發(fā)送的顯示信息時(shí)就將該信息顯示在液晶顯示屏上，同時(shí)打開(kāi)液晶屏的背景燈以及令液晶模塊內(nèi)置的揚(yáng)聲器發(fā)聲來(lái)提醒用戶及時(shí)的做出反應(yīng)。用戶可以隨時(shí)利用液晶顯示屏旁邊的信息按鍵來(lái)查看己經(jīng)接收到的信息。最近一次的信息存儲(chǔ)于液晶顯示模塊的AT24C08芯片中，其它歷史信息存儲(chǔ)于車(chē)載終端的外部存儲(chǔ)器AT45DB161芯片中。除了利用液晶顯示模塊進(jìn)行交互外，用戶可以隨時(shí)使用紅外線撥號(hào)器撥打和接聽(tīng)系統(tǒng)允許的電話。此時(shí)紅外撥號(hào)器、麥克風(fēng)、音箱以及GPRS模塊構(gòu)成了一般的手提電話。 LCD硬件設(shè)計(jì)這里用AT89C51RC作處理器，AT89C51RC為ATMEL公司出品的8051體系結(jié)構(gòu)系列8位40引腳單片機(jī)芯片，它內(nèi)部帶有32kbtes的可編程Flash，bytes的RAM，最高時(shí)鐘頻率為33MHz，32個(gè)I/O引腳，一個(gè)UART口。系統(tǒng)用AT24C08存儲(chǔ)菜單和消息，AT24C08為ATMEL公司出品的容量為8Kbits的串行EEPROM，AT24C08有8個(gè)引腳，片內(nèi)地址分為64頁(yè)(編號(hào)為063)，在本系統(tǒng)中我們使用AT24C08來(lái)存放系統(tǒng)要顯示的菜單以實(shí)現(xiàn)對(duì)菜單的動(dòng)態(tài)修改。LCD顯示屏我們以LM3033為例，LM3033是深圳Top Way公司生產(chǎn)的基于ST7920控制器的128*68點(diǎn)陣STN型液晶屏，它內(nèi)置繁/簡(jiǎn)