【導(dǎo)讀】帶來(lái)極大不便，而且還涉及到能源浪費(fèi)、環(huán)境污染、人民生命安全等多方面問(wèn)題。通暢的行車(chē)環(huán)境己成為交通運(yùn)輸和安全管理部門(mén)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。GPS接收模塊接收GPS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)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(guò)串口發(fā)送到SD卡存儲(chǔ)起來(lái)。SD卡在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)。創(chuàng)建可命名的txt文件，將收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所命名的文件中。信息的記錄，從而監(jiān)控車(chē)輛的行駛信息。

　　

【正文】 Bit 3，無(wú)定義； Bit 4，文件系統(tǒng)類(lèi)型， 1 表示不為 FAT文件系統(tǒng)； Bit 5，系統(tǒng)忙狀態(tài)， 1 表示系統(tǒng)正處在忙狀態(tài)； Bit 6，校驗(yàn)和狀態(tài)， 1 表示發(fā)送命令的校驗(yàn)和不正確。 注：接收到應(yīng)答，其中 8 位任何一位不為 0，表示命令執(zhí)行失敗，原因參考位標(biāo)識(shí)。 SD 卡讀寫(xiě)模塊程序流程圖如圖 所示： 開(kāi) 始獲 取 系 統(tǒng) 狀 態(tài)創(chuàng) 建 文 件打 開(kāi) 文 件寫(xiě) 入 數(shù) 據(jù) 1保 存 文 件關(guān) 閉 文 件返 回寫(xiě) 入 數(shù) 據(jù) n 圖 SD 卡 讀寫(xiě)模塊程序 流程圖 GPS數(shù)據(jù)處理模塊程序 GPS 接收機(jī)只要處于工作狀態(tài)就會(huì)源源不斷地把接收并計(jì)算出的 GPS 導(dǎo)航定位信息通過(guò)串口傳送到計(jì)算機(jī)中。 GPS 定位信息的接收只負(fù)責(zé)從串口接收數(shù)據(jù)并將其放置于緩存，在沒(méi)有進(jìn)一步處理之前緩沖中是一長(zhǎng)串 ASCII 碼字節(jié)流，這些信息在沒(méi)有經(jīng)過(guò)分類(lèi)提取之前是無(wú)法加以利用的。因此，必須通過(guò)程序?qū)?各個(gè)字段的信息從緩存字節(jié)流中提取出來(lái)。因此，必須通過(guò)程序?qū)⒏鱾€(gè)字段的信息從接收到的字節(jié)流中提取出來(lái)，將其轉(zhuǎn)換成實(shí)際意義的，可供高層決策使用的定位信息數(shù)據(jù)。同其他通訊協(xié)議類(lèi)似，對(duì) GPS 信息進(jìn)行提取必須首先明確其幀結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)幀主要由幀頭、幀尾和幀內(nèi)數(shù)據(jù)組成。對(duì)于不同的數(shù)據(jù)幀，其幀頭是不同的，主要有“ $GPGGA”、“ $GPGSA”、“ $GPGSV”以及“ $GPRMC”等。這些幀頭標(biāo)識(shí)了后續(xù)幀內(nèi)數(shù)據(jù)的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。各幀均已回車(chē)符 CR和換行符 LF作 為幀尾，標(biāo)識(shí)一幀的結(jié)束。 對(duì)數(shù)據(jù)幀處理，是先對(duì)幀頭進(jìn)行判 斷 ，然后只對(duì)感興趣的幀 進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取處理。由于幀內(nèi)各數(shù)據(jù)段被逗號(hào)分割，因此在處理接收數(shù)據(jù)時(shí)一般是首先通過(guò)搜尋 ASCII 碼“ $”來(lái)判斷是否是幀頭，接著對(duì)幀頭的類(lèi)別進(jìn)行識(shí)別，然后再根據(jù)識(shí)別出來(lái)的幀類(lèi)型作出相應(yīng)的提取和存儲(chǔ)。 本課題采用的是 “ $GPRMC” 語(yǔ)句，內(nèi)含所需要的時(shí)間、經(jīng)度、緯度及日期等 信息。 GPS 數(shù)據(jù)處理模塊程序流程圖如圖 所示： 開(kāi) 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(kāi)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 。 它提供一個(gè)方便的窗口界面用于迅速的開(kāi)發(fā)和調(diào)試嵌入式 。Workbench支持多種不同的目標(biāo)處理器 ，用戶(hù)用不同的目標(biāo)處理器開(kāi)發(fā)的工程（ Projects） 可以在工程的基礎(chǔ)上逐個(gè)規(guī)定目標(biāo)工程 。 軟件調(diào)試主要是檢查 程序編寫(xiě)的 語(yǔ)法錯(cuò)誤，即能否正確編譯、單步運(yùn)行時(shí)邏輯上是否正確；然后要把程序下載單片機(jī)內(nèi)，看能否實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 預(yù)期 的功能，這一部分是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。 硬件調(diào)試主要是檢查電路連接 是否有誤， 根據(jù)電路圖 逐個(gè)檢查 各個(gè)引腳 是否連接準(zhǔn)確。硬件調(diào)試的目的是 把 系統(tǒng) 的各個(gè)部分 有機(jī)的組合起來(lái) ，成為一個(gè)整體。 IAR 軟件簡(jiǎn)介 IAR Embedded Workbench 是瑞典 IAR Systems 公司為 微處理器開(kāi)發(fā)的一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 ,支持 ARM， AVR， MSP430 等芯片內(nèi)核平臺(tái)。 IAR EWARM 中包含一個(gè)全軟件的模擬程序 (simulator)。用戶(hù)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。從中可以了解和評(píng)估 IAR EWARM 的功能和使用方法。 IAR EWARM 的主要特點(diǎn)如下 ： 高度優(yōu)化的 IAR ARM C/C++ Compiler； IAR ARM Assembler； 一個(gè)通用的 IAR XLINK Linker； IAR XAR 和 XLIB 建庫(kù)程序和 IAR DLIB C/C++運(yùn)行庫(kù) ； 功能強(qiáng)大的編輯器 ； 項(xiàng)目管理器 ； 命令行實(shí)用程序 ； IAR CSPY 調(diào)試器 (先進(jìn)的高級(jí)語(yǔ)言調(diào)試器 ） 。 軟件調(diào)試方法及步驟 系統(tǒng)在 IAR軟件的調(diào)試 使用該軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程為，啟動(dòng)軟件后先建立工程文件，命名并保存 到指定的文 件夾中 。 在 工程文件 中建立新 的 Workspace， 命名并保存 到指定的文件夾中 。在 Workspace 中創(chuàng)建新文件命名并 保存 到指定的文件夾中 。 緊接著需向項(xiàng)目文件中增加程序文件內(nèi)容 ，可以是新建的程序文件也可以是已經(jīng)創(chuàng)建好的文件。在 Option 中選擇 單片機(jī) 芯片型號(hào)（ 如選擇 芯片 MSP430F149）和需要的相關(guān)生成文件（如 生成可下 載到芯片 中的 .txt 文件 ） 。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(guò)程可能會(huì)重復(fù)多次。 如果沒(méi)有錯(cuò)誤，則編譯、連接成功，并且信息窗口給出提示信息。 IAR 軟件編譯成功后結(jié)果如圖 所示： 圖 編譯成功結(jié)果圖 程序下載電路的調(diào)試 在程序編譯成功后 ，在相關(guān)的文件目錄中可以找到生成的需要下載到芯片中的 .txt 格式文件。具體步驟如下： (1)檢查電路連接； (2)打開(kāi) 程序下載軟件； (3)設(shè)置串口； (4)裝 載生成的 .txt 文件； (5)執(zhí)行。 程序下載過(guò)程界面如圖 所示： 圖 程序下載過(guò)程界面圖 整體 調(diào)試 在程序 下載成功后，將單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通過(guò)串口線(xiàn)相連，準(zhǔn)備系統(tǒng)的整體調(diào)試。 串行通信接口模塊主要完成的功能是單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是 MAX232 通信協(xié)議。在進(jìn)行串行通信接口模塊的調(diào)試時(shí)使用的是串口調(diào)試助手軟件。該軟件使用起來(lái)方便、快捷。不需要通過(guò)鍵盤(pán)和顯示模塊來(lái)調(diào)試，只需要將 GPS OEM 接收板用串口線(xiàn)與計(jì)算機(jī)相連就可以進(jìn)行調(diào)試。開(kāi)始進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候， 我們先要設(shè)置一下串口通訊的參數(shù)， 波特率選擇 9600b/s，檢驗(yàn)位 None(無(wú) )，數(shù)據(jù)值選 8，停止位選擇 1； 串口參數(shù)設(shè)置如圖 所 示： 圖 串口參數(shù)設(shè)置 在串口調(diào)試助手窗口發(fā)送區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)： $GPRMC,A,N,E,160411,選擇自動(dòng)發(fā)送按鈕，即可將 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到 SD 卡中，在數(shù)據(jù)接收區(qū)可以查看到存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。 調(diào)試 結(jié)果與分析 給系統(tǒng)上電之后 通過(guò) 串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)據(jù)，硬件整體效果如圖 所示： 圖 上電 時(shí)電路 斷開(kāi)電源后 取出 SD 卡插入到計(jì)算機(jī)中打開(kāi) ，可以看到創(chuàng)建的 文件。 得到界面如圖 所示： 圖 創(chuàng)建的 .txt 文件 打開(kāi)文件 ，文件中的數(shù)據(jù)即為接收到的解析后的 GPS 數(shù)據(jù)信息， 如圖 所示： 圖 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) 以上即為本設(shè)計(jì)的調(diào)試結(jié)果，基本上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的預(yù)期要求。但從最后存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以看到系統(tǒng)在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)有數(shù)據(jù)缺失，造成此現(xiàn)象的可能原因有： （ 1） 解析信號(hào)時(shí)解析不完整； （ 2） 在存儲(chǔ)過(guò)程中造成數(shù)據(jù)丟失。 第 6 章 經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益分析 經(jīng)濟(jì) 效益分析 本文介紹的是 基于 GPS 接收模塊 的車(chē)輛行駛信息記錄系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) ，不僅能夠從 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)獲得時(shí)間、定位信息 ，而且 本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就 進(jìn)行了 成本 的預(yù)算 ，這不僅為生產(chǎn)商考慮了經(jīng)濟(jì)收益，也為使用者考慮了性?xún)r(jià)比問(wèn)題。 整個(gè)系統(tǒng)的主要器件都比較常見(jiàn)，價(jià)格比較合理，尤其存儲(chǔ) 部分采用的 SD 卡讀寫(xiě)模塊在能夠很好的完成顯示的前提下，更具有成本較低的優(yōu)勢(shì)。采用低成本元件實(shí)現(xiàn)高性能的系統(tǒng)，可以滿(mǎn)足生產(chǎn)者和使用者的需求。 總之，整個(gè)系統(tǒng) 具有硬件電路簡(jiǎn)單、成本低廉、編程方便、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，具有一定的使用價(jià)值。 社會(huì) 效益分析 隨著汽車(chē)擁有量的逐年增加，道路擁擠和交通事故頻頻發(fā)生，這不僅給人們出行帶來(lái)極大不便，而且還涉及到能源浪費(fèi)、環(huán) 境污染、人民生命安全等多方面問(wèn)題。如何加強(qiáng)對(duì)車(chē)輛的管理，規(guī)范駕駛員的駕駛行為，減少交通事故的發(fā)生，營(yíng)造一個(gè)和諧、通暢的行車(chē)環(huán)境己成為交通運(yùn)輸和安全管理部門(mén)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題 而 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)自問(wèn)世以來(lái)，在導(dǎo)航、定位領(lǐng)域發(fā)展勢(shì)頭迅猛，引起世界各界人士的關(guān)注。具備高精度、全天候、全球覆蓋、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于地面車(chē)輛跟蹤和城市智能交通管理方面。隨著人們對(duì)運(yùn)輸載體的監(jiān)控、跟蹤以及智能化管理要求的提高， GPS 在中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入爆發(fā)性發(fā)展階段，蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展空間。 所以 基于 GPS 的車(chē)輛 行駛信息記錄系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 有著很大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。 結(jié) 論 基于 GPS 的車(chē)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。 雖然系統(tǒng)還不是很完善，比如在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)有丟失數(shù)據(jù)的問(wèn)題，但調(diào)試結(jié)果 基本完成了任務(wù)書(shū)所要求的各項(xiàng)功能和技術(shù)指標(biāo) 。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)研究，本文所做的工作及研究結(jié)果如下所示： 1 介紹了 GPS 系統(tǒng)以及 GPS 接收機(jī)的工作原理； 2 提供了以 MSP430 單片機(jī)為核心處理器、 SD 卡讀寫(xiě) 模塊為主要部件的系統(tǒng)硬件電路 設(shè)計(jì)； 3 提供了 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)； 4 完成了系統(tǒng)的調(diào)試。 通過(guò)半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)，過(guò) 程雖然辛苦，但收獲頗豐。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，學(xué)到了許多課堂上老師們沒(méi)有教授過(guò)知識(shí)。這些知識(shí)不是從書(shū)本上就能學(xué)到的，是自己在實(shí)際設(shè)計(jì)和操作中不斷的總結(jié)得出，對(duì)日后的工作具有很大的用處。從一開(kāi)始的查閱資料、理論分析、電路設(shè)計(jì)，再到后來(lái)的調(diào)試和硬件測(cè)試過(guò)程，這一切要求將所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)了的理論分析能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。 原理圖設(shè)計(jì)、軟硬件調(diào)試的過(guò)程，要求我擁有細(xì)心和耐心。有時(shí)候系統(tǒng)存在一些小問(wèn)題，但就是這些小問(wèn)題而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)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(wèn)題往往可能就是在原 理圖設(shè)計(jì)時(shí)一條導(dǎo)線(xiàn)連接錯(cuò)誤；在程序設(shè)計(jì)時(shí)，一條語(yǔ)句編寫(xiě)錯(cuò)誤而引起的。所以設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過(guò)程要求我們應(yīng)該擁有很大的耐心去不斷的調(diào)試和改正。 善于自學(xué)、認(rèn)真學(xué)習(xí)、耐心體會(huì)、細(xì)心總結(jié)，這些優(yōu)點(diǎn)不僅僅可以用于學(xué)習(xí)這門(mén)學(xué)科中，還能使我們?cè)诋厴I(yè)后的工作生活獲益匪 淺。這半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，讓我學(xué)到 很多，也成長(zhǎng)了很多，相信在電子設(shè)計(jì)這條道路上，我會(huì)越走越遠(yuǎn)。 致 謝 歲月如梭，回首四年的大學(xué)生活，百感交集。所有的經(jīng)歷，無(wú)論成敗喜憂(yōu)，都會(huì)成為我面對(duì)未來(lái)生活的財(cái)富儲(chǔ)備。 在此，謹(jǐn)向所有老師四年來(lái)的諄諄教誨，致以最誠(chéng)摯的謝 意！ 李玉峰院長(zhǎng)在大學(xué)伊始，耐心指導(dǎo)，將我領(lǐng)進(jìn)了電子學(xué)的大門(mén)。李軒 副 教授激情洋溢的授課，將 精彩豐呈的 電子學(xué)世界展現(xiàn)給我。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。張述杰教授獨(dú)特的視野，讓我明白做人要有自己的特點(diǎn)。 石建民老師的和藹可親，在電子實(shí)訓(xùn)過(guò)程中對(duì)我們的支持與關(guān)注；曲樂(lè)樂(lè)老師對(duì)課堂的投入、對(duì)學(xué)生的關(guān)注；孫琦老師親切又不失嚴(yán)謹(jǐn)；江秀紅老師課堂的輕松氛圍；常立東 老師的嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)教??這一切，都將是我人生路上，學(xué)習(xí)的榜樣！ 畢業(yè) 設(shè)計(jì)從最初選題到開(kāi)題答辯，直至后期硬件調(diào) 試過(guò)程中，得到了指導(dǎo)老師王爾申 副教授的鼎力支持與指導(dǎo)， 在此致以誠(chéng)摯的謝意！對(duì)實(shí)驗(yàn)室徐嵩 等各位老師的支持與幫助，致以誠(chéng)摯的謝意！ 向杜剛剛、寧剛剛、劉通 等同學(xué)的熱情幫助，致以誠(chéng)摯的謝意！ 充實(shí)的過(guò)程，讓我在各方面得到鍛煉，獲得成長(zhǎng)。能夠走到今天，離不開(kāi)老師同學(xué)們的幫助、親人朋友們的支持！感激之心拳拳，然而文字單薄，僅能承載萬(wàn)一 ! 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛，劉杰 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . 20xx : 219226 [2] 周荷琴，吳秀清 .微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) [M].中國(guó)科 學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社 .20xx [3] 劉建清 . 從零開(kāi)始學(xué)單片機(jī)技術(shù) [M].國(guó)防工業(yè)出版社 . 20xx : 249257 [4] 楊恢先，黃輝先 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 人民郵電出版社 . 20xx: 146149 [5] 張?chǎng)?. 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社 . 20xx : 1422 [6] 何宏 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M].國(guó)防工業(yè)出版社 . 20xx : 256262 [7] 潘永雄 . 新編單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].電子科技大學(xué)出版社 .20xx: 5463 [8] 雷思孝 . 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用 [M].西安電子科技大學(xué)出版社 .20xx:156168 [9] 龍威山 . 單片機(jī)應(yīng)用入門(mén) [M].北京大學(xué)出版社 .20xx: 1628 [10] 張桂紅 . 單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].福建科學(xué)技術(shù)出版社 .20