【導(dǎo)讀】帶來極大不便，而且還涉及到能源浪費、環(huán)境污染、人民生命安全等多方面問題。通暢的行車環(huán)境己成為交通運輸和安全管理部門面臨的一個重要問題。GPS接收模塊接收GPS實時數(shù)據(jù)，經(jīng)過MSP430單片機解析，提取出所。需要的時間以及經(jīng)緯度信息通過串口發(fā)送到SD卡存儲起來。SD卡在寫入數(shù)據(jù)時會。創(chuàng)建可命名的txt文件，將收到的數(shù)據(jù)存儲在所命名的文件中。信息的記錄，從而監(jiān)控車輛的行駛信息。

　　

【正文】 Bit 3，無定義； Bit 4，文件系統(tǒng)類型， 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，校驗和狀態(tài)， 1 表示發(fā)送命令的校驗和不正確。 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。 SD 卡讀寫模塊程序流程圖如圖 所示： 開 始獲 取 系 統(tǒng) 狀 態(tài)創(chuàng) 建 文 件打 開 文 件寫 入 數(shù) 據(jù) 1保 存 文 件關(guān) 閉 文 件返 回寫 入 數(shù) 據(jù) n 圖 SD 卡 讀寫模塊程序 流程圖 GPS數(shù)據(jù)處理模塊程序 GPS 接收機只要處于工作狀態(tài)就會源源不斷地把接收并計算出的 GPS 導(dǎo)航定位信息通過串口傳送到計算機中。 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，在沒有進(jìn)一步處理之前緩沖中是一長串 ASCII 碼字節(jié)流，這些信息在沒有經(jīng)過分類提取之前是無法加以利用的。因此，必須通過程序?qū)?各個字段的信息從緩存字節(jié)流中提取出來。因此，必須通過程序?qū)⒏鱾€字段的信息從接收到的字節(jié)流中提取出來，將其轉(zhuǎn)換成實際意義的，可供高層決策使用的定位信息數(shù)據(jù)。同其他通訊協(xié)議類似，對 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)識了后續(xù)幀內(nèi)數(shù)據(jù)的組成和結(jié)構(gòu)特點。各幀均已回車符 CR和換行符 LF作 為幀尾，標(biāo)識一幀的結(jié)束。 對數(shù)據(jù)幀處理，是先對幀頭進(jìn)行判 斷 ，然后只對感興趣的幀 進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取處理。由于幀內(nèi)各數(shù)據(jù)段被逗號分割，因此在處理接收數(shù)據(jù)時一般是首先通過搜尋 ASCII 碼“ $”來判斷是否是幀頭，接著對幀頭的類別進(jìn)行識別，然后再根據(jù)識別出來的幀類型作出相應(yīng)的提取和存儲。 本課題采用的是 “ $GPRMC” 語句，內(nèi)含所需要的時間、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 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 。 它提供一個方便的窗口界面用于迅速的開發(fā)和調(diào)試嵌入式 。Workbench支持多種不同的目標(biāo)處理器 ，用戶用不同的目標(biāo)處理器開發(fā)的工程（ Projects） 可以在工程的基礎(chǔ)上逐個規(guī)定目標(biāo)工程 。 軟件調(diào)試主要是檢查 程序編寫的 語法錯誤，即能否正確編譯、單步運行時邏輯上是否正確；然后要把程序下載單片機內(nèi)，看能否實現(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 逐個檢查 各個引腳 是否連接準(zhǔn)確。硬件調(diào)試的目的是 把 系統(tǒng) 的各個部分 有機的組合起來 ，成為一個整體。 IAR 軟件簡介 IAR Embedded Workbench 是瑞典 IAR Systems 公司為 微處理器開發(fā)的一個集成開發(fā)環(huán)境 ,支持 ARM， AVR， MSP430 等芯片內(nèi)核平臺。 IAR EWARM 中包含一個全軟件的模擬程序 (simulator)。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行環(huán)境。從中可以了解和評估 IAR EWARM 的功能和使用方法。 IAR EWARM 的主要特點如下 ： 高度優(yōu)化的 IAR ARM C/C++ Compiler； IAR ARM Assembler； 一個通用的 IAR XLINK Linker； IAR XAR 和 XLIB 建庫程序和 IAR DLIB C/C++運行庫 ； 功能強大的編輯器 ； 項目管理器 ； 命令行實用程序 ； IAR CSPY 調(diào)試器 (先進(jìn)的高級語言調(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)行開發(fā)的過程為，啟動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 芯片型號（ 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，如果程序出錯，則編譯不成功，并在下面的信息窗口給出相應(yīng)的出錯提示，以進(jìn)行修改，修改后再編譯、連接，這個過程可能會重復(fù)多次。 如果沒有錯誤，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 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。 程序下載過程界面如圖 所示： 圖 程序下載過程界面圖 整體 調(diào)試 在程序 下載成功后，將單片機與計算機通過串口線相連，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與計算機之間的數(shù)據(jù)傳送。本系統(tǒng)的設(shè)計采用的是 MAX232 通信協(xié)議。在進(jìn)行串行通信接口模塊的調(diào)試時使用的是串口調(diào)試助手軟件。該軟件使用起來方便、快捷。不需要通過鍵盤和顯示模塊來調(diào)試，只需要將 GPS OEM 接收板用串口線與計算機相連就可以進(jìn)行調(diào)試。開始進(jìn)行調(diào)試的時候， 我們先要設(shè)置一下串口通訊的參數(shù)， 波特率選擇 9600b/s，檢驗位 None(無 )，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,選擇自動發(fā)送按鈕，即可將 數(shù)據(jù)存儲到 SD 卡中，在數(shù)據(jù)接收區(qū)可以查看到存儲的數(shù)據(jù)。 調(diào)試 結(jié)果與分析 給系統(tǒng)上電之后 通過 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 時電路 斷開電源后 取出 SD 卡插入到計算機中打開 ，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 存儲的數(shù)據(jù) 以上即為本設(shè)計的調(diào)試結(jié)果，基本上實現(xiàn)了設(shè)計的預(yù)期要求。但從最后存儲的數(shù)據(jù)可以看到系統(tǒng)在存儲數(shù)據(jù)時有數(shù)據(jù)缺失，造成此現(xiàn)象的可能原因有： （ 1） 解析信號時解析不完整； （ 2） 在存儲過程中造成數(shù)據(jù)丟失。 第 6 章 經(jīng)濟與社會效益分析 經(jīng)濟 效益分析 本文介紹的是 基于 GPS 接收模塊 的車輛行駛信息記錄系統(tǒng) 的設(shè)計 ，不僅能夠從 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)獲得時間、定位信息 ，而且 本系統(tǒng)在設(shè)計之初就 進(jìn)行了 成本 的預(yù)算 ，這不僅為生產(chǎn)商考慮了經(jīng)濟收益，也為使用者考慮了性價比問題。 整個系統(tǒng)的主要器件都比較常見，價格比較合理，尤其存儲 部分采用的 SD 卡讀寫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。采用低成本元件實現(xiàn)高性能的系統(tǒng)，可以滿足生產(chǎn)者和使用者的需求。 總之，整個系統(tǒng) 具有硬件電路簡單、成本低廉、編程方便、性能穩(wěn)定的特點，具有一定的使用價值。 社會 效益分析 隨著汽車擁有量的逐年增加，道路擁擠和交通事故頻頻發(fā)生，這不僅給人們出行帶來極大不便，而且還涉及到能源浪費、環(huán) 境污染、人民生命安全等多方面問題。如何加強對車輛的管理，規(guī)范駕駛員的駕駛行為，減少交通事故的發(fā)生，營造一個和諧、通暢的行車環(huán)境己成為交通運輸和安全管理部門面臨的一個重要問題 而 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)自問世以來，在導(dǎo)航、定位領(lǐng)域發(fā)展勢頭迅猛，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、操作簡便等特點。廣泛應(yīng)用于地面車輛跟蹤和城市智能交通管理方面。隨著人們對運輸載體的監(jiān)控、跟蹤以及智能化管理要求的提高， GPS 在中國已經(jīng)進(jìn)入爆發(fā)性發(fā)展階段，蘊藏著巨大的發(fā)展空間。 所以 基于 GPS 的車輛 行駛信息記錄系統(tǒng) 的設(shè)計 有著很大的經(jīng)濟、社會效益。 結(jié) 論 基于 GPS 的車輛行駛信息記錄系統(tǒng)的設(shè)計 本次 到此，就暫告一段落了。 雖然系統(tǒng)還不是很完善，比如在存儲數(shù)據(jù)時有丟失數(shù)據(jù)的問題，但調(diào)試結(jié)果 基本完成了任務(wù)書所要求的各項功能和技術(shù)指標(biāo) 。 通過本次設(shè)計研究，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 接收機的工作原理； 2 提供了以 MSP430 單片機為核心處理器、 SD 卡讀寫 模塊為主要部件的系統(tǒng)硬件電路 設(shè)計； 3 提供了 系統(tǒng)的軟件設(shè)計； 4 完成了系統(tǒng)的調(diào)試。 通過半年的畢業(yè)設(shè)計，過 程雖然辛苦，但收獲頗豐。在完成畢業(yè)設(shè)計的過程中，學(xué)到了許多課堂上老師們沒有教授過知識。這些知識不是從書本上就能學(xué)到的，是自己在實際設(shè)計和操作中不斷的總結(jié)得出，對日后的工作具有很大的用處。從一開始的查閱資料、理論分析、電路設(shè)計，再到后來的調(diào)試和硬件測試過程，這一切要求將所學(xué)過的理論知識和實踐結(jié)合起來，加強了的理論分析能力和實踐動手能力。 原理圖設(shè)計、軟硬件調(diào)試的過程，要求我擁有細(xì)心和耐心。有時候系統(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)計的目的甚至所有的設(shè)計毀于一旦，而這些小問題往往可能就是在原 理圖設(shè)計時一條導(dǎo)線連接錯誤；在程序設(shè)計時，一條語句編寫錯誤而引起的。所以設(shè)計系統(tǒng)的過程要求我們應(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、細(xì)心總結(jié)，這些優(yōu)點不僅僅可以用于學(xué)習(xí)這門學(xué)科中，還能使我們在畢業(yè)后的工作生活獲益匪 淺。這半年的畢業(yè)設(shè)計時間，讓我學(xué)到 很多，也成長了很多，相信在電子設(shè)計這條道路上，我會越走越遠(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，無論成敗喜憂，都會成為我面對未來生活的財富儲備。 在此，謹(jǐn)向所有老師四年來的諄諄教誨，致以最誠摯的謝 意！ 李玉峰院長在大學(xué)伊始，耐心指導(dǎo)，將我領(lǐng)進(jìn)了電子學(xué)的大門。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。張述杰教授獨特的視野，讓我明白做人要有自己的特點。 石建民老師的和藹可親，在電子實訓(xùn)過程中對我們的支持與關(guān)注；曲樂樂老師對課堂的投入、對學(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)計從最初選題到開題答辯，直至后期硬件調(diào) 試過程中，得到了指導(dǎo)老師王爾申 副教授的鼎力支持與指導(dǎo)， 在此致以誠摯的謝意！對實驗室徐嵩 等各位老師的支持與幫助，致以誠摯的謝意！ 向杜剛剛、寧剛剛、劉通 等同學(xué)的熱情幫助，致以誠摯的謝意！ 充實的過程，讓我在各方面得到鍛煉，獲得成長。能夠走到今天，離不開老師同學(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，僅能承載萬一 ! 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛，劉杰 . 單片機原理及應(yīng)用 [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . 20xx : 219226 [2] 周荷琴，吳秀清 .微型計算機原理與接口技術(shù) [M].中國科 學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社 .20xx [3] 劉建清 . 從零開始學(xué)單片機技術(shù) [M].國防工業(yè)出版社 . 20xx : 249257 [4] 楊恢先，黃輝先 .單片機原理及應(yīng)用 [M]. 人民郵電出版社 . 20xx: 146149 [5] 張鑫 . 單片機原理及應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社 . 20xx : 1422 [6] 何宏 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