【正文】 汽車點火信號的有無，用以判斷汽車是否啟動。點火信號的獲取電路如圖電路中ZI是點火信號輸入端，A給單片機、AT24LCl6和光耦04的輸出端提供電源，P16為控制CD402l的時鐘端。當(dāng)ZI為低電平時(汽車沒有啟動)，光耦02沒有導(dǎo)通使得ZX為低電平，則U7D輸出高電平，使得U7C、U7E、U7F輸出低電平(即A為低電平)，此時單片機沒有工作。當(dāng)ZI為高電平時(汽車已啟動)，光耦02導(dǎo)通使得ZX為高電平，則U7D輸出低電平，使得U7C、U7E、U7F輸出高電平(即A為高電平)，此時單片機工作。U7C、U7E、U7F。并聯(lián)增大電流，提高驅(qū)動能力。 圖 寫入數(shù)據(jù)程序框圖 AT24C16 讀出數(shù)據(jù)程序框圖 點火信號電路 第 4章 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)硬件設(shè)計 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)主要包括鍵盤顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲器電路兩大部分。數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)圖如圖 。 圖 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)圖 鍵盤采用單鍵輪回控制顯示器顯示的內(nèi)容，缺省的條件下顯示實時速度。1．LED的選擇 選擇LED顯示器時考慮到功耗要低、發(fā)光效率要高、同時體積要小，兼顧以上特點我們選用高亮度的LED顯示器，這樣可以避免汽車在白天行駛時，因光線太足而使得顯示器上的字跡模糊不清。2．實現(xiàn)方法 LED顯示器采用兩片74LS273動態(tài)掃描方式驅(qū)動，其中U2作為段碼接口，U3作為位碼接口，單片機通過RB口與74LS273的輸入端相連，RA2和RA3分別作為U2和U3的片選信號，缺省時顯示實時速度。連接器J的00～07與顯示器的段碼相連，I0～I(xiàn)7與顯示器的位碼相連。RA0作為鍵盤掃描口，鍵盤采用單鍵循環(huán)控制，按鍵一次、二次、三次、四次時，依次顯示“里程、日期、時間、實時速度”數(shù)據(jù)，并且相應(yīng)的指示燈點亮，當(dāng)再次按鍵時，重復(fù)顯示以上數(shù)據(jù)。經(jīng)計算得到的速度值超過預(yù)先設(shè)定的速度上限值時，蜂鳴器S1開始蜂鳴，同時超速指示燈發(fā)光，進(jìn)行聲光報警，用以提醒司機要減速行駛。 記錄汽車行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)需要大容量的存儲器，為此我們選用Atmel公司具有SPI總線接口的AT45D041 F1ash芯片，容量為4Mbi L。串行外圍設(shè)備接SPI(serial peripheral interface)總線技術(shù)是Motoro1a公司推出的一種同步串行接口。 AT45D041的引腳配置和引腳說明。 AT45D04l的引腳圖引腳 名稱 引腳功能1 GND 電源地4 CS 片選端5 SCK 時鐘6 SI 串行數(shù)據(jù)輸入7 SDA 串行數(shù)據(jù)輸出23 RDY/BUSY忙指示24 RESET復(fù)位25 WP寫保護(hù)28 Vcc 電源其余管腳 NC 空腳 器件的工作原理(1) AT45D04l的結(jié)構(gòu)分為主存儲器、兩個緩存器及一個狀態(tài)寄存器主存儲器：容量為4，325，376位，分成2048頁，每一頁有264字節(jié)，與緩存器的容量相等。緩存器1(2)：有兩個并列的緩存器，每個緩存器的容量為264字節(jié)，可以獨立地進(jìn)行讀寫操作。當(dāng)主存儲器在編程或擦除時，緩存器可以接受數(shù)據(jù)，這樣大大提高了工作效率。狀態(tài)寄存器：是一個8位的寄存器Bit0～Bit7，可以通過串行命令讀出其值，但不可以寫。 狀態(tài)寄存器的位定義Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0RDY/BUSY COMP 0 1 1 X X XBit7：RDY／BUSY(就緒／忙)位，等于0表明器件準(zhǔn)備就緒，可以接受命令及數(shù)據(jù)；等于1，表明器件忙，不可以接收數(shù)據(jù)。Bit6：COMPARE(比較)位，等于0表明寫入主存儲器的數(shù)據(jù)與緩沖器中的數(shù)據(jù)一致(寫入主存儲器的數(shù)據(jù)正確)；等于1表明寫入主存出中的數(shù)據(jù)與緩沖器中的數(shù)據(jù)不一致(寫入主存儲器中的數(shù)據(jù)錯誤)。此位主要用于主存儲器的檢查。BitBitBit3：表明此IC卡的容量，對于AT45D041來說，此三位是O、l、1。BitBitBit0：保留位，留待以后開發(fā)用，此時讀出為隨機數(shù)。(2)數(shù)據(jù)操作格式對于AT45D04l的操作是以命令字的形式出現(xiàn)的，在CS 信號為低電平時，在SCK信號的下降沿將讀或?qū)懖僮鞯拿畲a通過SI引腳寫入芯片，同時根據(jù)其操作的命令內(nèi)容再送入相應(yīng)的地址碼(共24位)。所有的數(shù)據(jù)都是高位在前，其中，CMD為一個8位的命令字，其數(shù)值決定了操作的具體內(nèi)容，在CMD之后緊跟24位的地址碼，其格式為：rrrr：四位保留位，以備廠家以后再開發(fā)時使用，對于AT45D041卡，此四位推薦寫入0。PAl0PA0：頁地址，“位，決定主存儲器中2048頁中的某一頁。字節(jié)／緩存器地址：BA8～BA0，9位，決定了主存儲器或緩沖器中的264字節(jié)中某一字節(jié)的地址。執(zhí)行命令時，首先通過SPI串口往F1ash發(fā)送一連串的數(shù)據(jù)，然后以命令字開頭，除了“ 讀狀態(tài)寄存器外 “，后面還要跟上頁地址和頁內(nèi)字節(jié)地址以及一些無關(guān)位?！白x主存’時，首先需要往 Flash發(fā)送64bit的命令，即：命令字 (8bit)+4個”r”+頁地址(1lbit)+頁內(nèi)字節(jié)的起始地址(9bit)+32個無關(guān)位，發(fā)送完64bit命令后，緊跟著從Flash讀數(shù)據(jù)就可以了(即后面的SCK信號下降沿使得數(shù)據(jù)從S0引腳移出)，每讀出一個字節(jié)，字節(jié)地址自動加1，如遇到該頁的末尾，只要有SCK信號，系統(tǒng)再回到該頁的開頭讀取數(shù)據(jù)，整個操作過程中CS腳始終為“0”，當(dāng)CS腳回到“1”時，將終止此次操作，SO腳恢復(fù)到高阻狀態(tài)?！皩懼鞔妗皶r，首先需要往Flash發(fā)送32bi t的命令，即：命令字(8bit)+4個”r”+頁地址(11 bit)+頁內(nèi)字節(jié)的起始地址(9bit)，發(fā)送完64bit命令后，緊跟著就可以向F1ash中寫數(shù)據(jù)了(即后面的SCK信號上升沿使得數(shù)據(jù)從SI引腳移入)，每寫入一個字節(jié)，字節(jié)地址自動加l，如遇到該頁的末尾，只要有scK信號，系統(tǒng)再回到該頁的開頭寫入數(shù)據(jù)，整個操作過程中CS 腳始終為“0”，當(dāng)CS 腳回到“1”時，將終止此次操作，SI腳恢復(fù)到高阻狀態(tài)。(3)實現(xiàn)電路。PIC單片機通過軟件模擬SPI總線與AT45D041進(jìn)行通信。本系統(tǒng)在設(shè)計中采用直接向主存寫入數(shù)據(jù)和直接從主存讀出數(shù)據(jù)的方法，每次讀或者寫64個字節(jié)，其中寫入數(shù)據(jù)控制字為85H、讀出數(shù)據(jù)控制字為52H。AT45D041的寫入數(shù)據(jù)、所示。圖 AT45D041芯片與單片機的接口電路 AT45D041寫入數(shù)據(jù)程序框圖 由于本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x小，我們采用雙機直接進(jìn)行通訊。為減少數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)之間的相互干擾，同時在數(shù)據(jù)通訊進(jìn)行光電隔離，實。其中RXl、TXl、RX、TX2分別是數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中單片機的數(shù)據(jù)接收端與數(shù)據(jù)發(fā)送端。 第 5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件分為單片杌系統(tǒng)軟件和上位機軟件。單片機系統(tǒng)軟件采用PIC匯編語言編寫的，上位機軟件用VB語言編寫的。匯編語言主要是控制各個硬件部分的執(zhí)行、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲。VB語言主要是生成各種用戶操作界面，存儲采集數(shù)據(jù)、打印測量結(jié)果、匯總等。 通訊協(xié)議由于本系統(tǒng)采月雙CPU控制，這就會涉及到雙機通訊的問題；系統(tǒng)機讀取數(shù)據(jù)涉及數(shù)據(jù)存儲半頁問題，為解決這些問題，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，需要采取一系列的通訊協(xié)議。l。雙機通訊協(xié)議控制字FF：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)通訊正?；蚪邮諗?shù)據(jù)正確確認(rèn)控制字。FE：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳輸?shù)木磽?jù)為速度數(shù)據(jù)。FD：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為日期數(shù)據(jù)。FC：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)鎊輸?shù)臄?shù)據(jù)為時閑數(shù)據(jù)。FB：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為里程數(shù)據(jù)。2．頁存儲數(shù)據(jù)格式IC卡的數(shù)據(jù)存儲從第二頁開始，每頁存儲258個字節(jié)，其數(shù)據(jù)格式知下所示：報頭占兩個字節(jié)，標(biāo)識為FFFFH；車輛識別碼占四個字節(jié)，由系統(tǒng)機軟件設(shè)定；時間數(shù)據(jù)占五個字節(jié)；一個速度數(shù)據(jù)占一個字節(jié)；開關(guān)量數(shù)據(jù)占一個字節(jié)；一頁的數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志為FFFFH。3．半頁存儲數(shù)據(jù)處理汽車行駛過程中可能遇到突然熄火或汽車運營一般中中止，這就會產(chǎn)生記錄半頁的數(shù)據(jù)問題，為避免系統(tǒng)祝讀取不必要的數(shù)據(jù)，我們采取半頁的數(shù)據(jù)讀取協(xié)議，即當(dāng)系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)連續(xù)遇到3個FFH時，認(rèn)為此頁的數(shù)據(jù)讀取結(jié)束。半頁的數(shù)據(jù)結(jié)束時間計算方法如下：當(dāng)前頁數(shù)據(jù)的結(jié)束時間=當(dāng)前頁數(shù)據(jù)的起始時間+速度數(shù)據(jù)個數(shù)采樣4。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)單片機按照約定的數(shù)據(jù)格式采集汽車行駛過程的實時數(shù)據(jù)并將其存儲在暫存器中，數(shù)據(jù)滿一頁之后再傳輸?shù)酱鎯ο到y(tǒng)中。發(fā)送一次記錄數(shù)據(jù)流程圖如圖5．1所示；數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)流程圖如圖5．2所示：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)流程圖如圖5．3所示；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中頁數(shù)據(jù)采集流程圖如圖5．4所示。 圖5．1 發(fā)送數(shù)據(jù)記錄流程圖圖5．2 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)的機軟件系統(tǒng)的機軟件是由VB語言編寫的。系統(tǒng)機軟件主要完成數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)分析、IC設(shè)置等功能。 圖5．3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)流程圖 圖5．4 頁數(shù)據(jù)采集流程圖 系統(tǒng)機的讀寫 IC卡子程序系統(tǒng)機中的IC卡讀寫子程序是通過調(diào)用讀卡器提供的動態(tài)鏈接來實現(xiàn)的。1．讀IC卡子程序Dim page As IntegerDim offset As IntegerDim length As IntegcrDim data1 As String*16Dim data2 As String*16Dim databuff1(0) As ByteDim databuff2(0) As ByteDim k As IntegerDim l As IntegerDim strFileName As StringDim strBuffer As Stringpage=0 ‘從第0頁開始讀，讀2頁 1=0’一次讀2頁Do While 12Off set=01ength=8st=turn＿n(icdev)st= chk ＿45d04l(icdev)k=0Do While k32st = srd ＿45d041＿ hex(icdev，length,databuff2(O))st=hex ＿asc(databuff2(0)，data2,8)List1．AddItem (data2)strBuffer = data2Writ e1,strBufferTimerl．Enabled=Trueoffset =offset+8k = k+ lLoop Timerl．Enabled=Truel=l+lpage = page+1LoopEnd Sub2．寫IC卡子程序Dim page As IntegerDim offset As IntegerDim data1 As String*16Dim data2 As String*16Dim length As IntegerDm databuffl(0) As ByteDim databuff2(0) As ByteDim strFileName As StringDim strBuffer As Stringpage=0offset=0length=8data1 =＂0lOlOlOlOl010lOl＂Do While j32st= turn＿on(icdev)st=chk＿45d041(icdev)st=asc＿h(yuǎn)ex(datal，databuffl(0)，8)st=swr＿45d04_hex(icdev，page，offset，length，databuffl(0))offset = offset+8j= j + lLoopEnd Sub 用戶操作界面 設(shè)計用戶操作界面的主要目的是為了方便用戶操作，良好的用戶界面對提高應(yīng)用系統(tǒng)的運作效率、減少誤操作和保證操作人員的使用輕松、方便等方面起著十分重要的作用，所以設(shè)計用戶操作界面應(yīng)該遵循一些基本原則：(1)菜單的選項要絕對兼顧用戶的需求；(2)菜單的操作必須符合用戶的初衷和習(xí)慣要求；(3)菜單與整體屏幕的結(jié)構(gòu)應(yīng)協(xié)調(diào)和整潔；(4)最常用的菜單項應(yīng)置于菜單的前面；(5)有關(guān)的菜單項需用短橫線分組；(6)在當(dāng)前狀態(tài)下不能被選用的菜單項，應(yīng)將其設(shè)計為不可選的色彩淡化的菜單項，以避免被選中而帶來的麻煩；(7)對最常用的菜單項(不論在哪一級)都應(yīng)為其設(shè)計有鍵盤宏和熱鍵：(8)對那些可能帶來破壞性的選項須放在菜單的底部，還應(yīng)設(shè)計有確認(rèn)按鈕：(9)要盡力減少菜單級的數(shù)目，使菜單的操作盡可能的簡單明確：(10)在屏幕的底部應(yīng)有一些必要的提示；應(yīng)隨著菜單的變化而變化。 在設(shè)計本系統(tǒng)的用戶界面時，以上的這些基本原則基本上得到了貫徹實行。 第 6章 結(jié)論 經(jīng)過半年多的研究，汽車行駛記錄儀系統(tǒng)的設(shè)計已基本研制成功，按設(shè)計要求該系統(tǒng)已經(jīng)能夠正常運作，并得到了有關(guān)方面的認(rèn)可。本文著重闡述了汽車行駛記錄儀系統(tǒng)的整體設(shè)計、單片機與存儲器接口設(shè)計、單片機與實時時鐘接口設(shè)計、速度傳感器設(shè)計、小型開關(guān)電源設(shè)計，軟件流程及數(shù)據(jù)格式約定。根據(jù)本設(shè)計，汽車行駛記錄儀系統(tǒng)在整機調(diào)試后得出如下實驗數(shù)據(jù)：：? 記錄數(shù)據(jù)長達(dá)300小時以上：? 超速時，聲光報警；? 根據(jù)按鍵按下的不同次數(shù)，顯示器上依次顯“示里程，日期、時