【正文】 由于本人的精力和能力有限，未能對設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)物或者仿真實(shí)驗(yàn)，所以對系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)無法達(dá)到精細(xì)化，待以后條件成熟，可以著重對著方面進(jìn)行研究。這個(gè)系統(tǒng)不僅可以精確的采集數(shù)據(jù)，還可以記錄汽車的行駛狀態(tài)，這對于預(yù)防交通事故的發(fā)生，以及實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛員的動態(tài)有著重要的作用。進(jìn)一步認(rèn)真，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了軟件工程，數(shù)據(jù)庫和程序設(shè)計(jì)的有關(guān)知識和理論，為汽車行駛記錄儀的設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。漢字、字母或數(shù)字等字符分別采用不同數(shù)組。使用字模軟件取模時(shí)按照縱向和字節(jié)位下高上低的方式取模。為調(diào)試方便，默認(rèn)顯示速度、實(shí)時(shí)時(shí)間及駕駛員代碼，故英文和數(shù)字字模取為8*8。NSl2232A點(diǎn)大小寬半高0．36*0．41ram，點(diǎn)距離寬宰高為0．40*0．45mm。熱敏打印機(jī)字庫與液晶顯示器字庫是兩個(gè)不同字庫，由于打印板不與主控制板統(tǒng)一裝配，熱敏打印機(jī)字庫存儲在熱敏打印板的主控芯片STC89RC58RD+中。漢字點(diǎn)陣字模為16*16，液晶屏每頁8行、122列，因此漢字使用液晶屏的2頁顯示[1112]。其它特殊字符如“／”，“：”等采用ASII字符碼。當(dāng)列數(shù)大于等于0且小于61時(shí)，主控制器寫數(shù)據(jù)到顯存RAM中：當(dāng)列數(shù)大于等于61小于122時(shí)，從控制器寫數(shù)據(jù)到顯存RAM中。液晶顯示軟件流程如圖45所示。限于篇幅，本文不給出其流程圖。菜單每個(gè)選項(xiàng)送液晶顯示，以供用戶選擇。 鍵盤流程設(shè)置選擇菜單／退出、向上方向鍵、向下方向鍵、確認(rèn)4個(gè)操作按鍵。 液晶顯示單元記錄儀顯示模塊的功能是實(shí)時(shí)反映汽車行駛狀態(tài)并提供人機(jī)操作接口。在閃存相應(yīng)頁中查找最近2個(gè)同歷天或者最近360h的車速和累計(jì)行駛里程。當(dāng)鐵電存儲器中的歷史數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目滿足閃存的一頁時(shí)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到閃存中。事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)分別詳見3．2．1和4．3．2節(jié)事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲在并口鐵電存儲器FMl808一塊中。． 為方便理解和提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，本文流程圖中索引的索引、數(shù)據(jù)的索引采用FMl808相應(yīng)塊、行、列和AT45DB081B相應(yīng)頁地址敘述。每次車輛點(diǎn)火，通過索引的索引查找上次的存儲地址，然后在上次地址后接著存儲。再對建立的索引進(jìn)行管理，建立索引的索引，可指示每個(gè)駕駛員索引存放的位置。數(shù)據(jù)存儲流程如圖44。數(shù)據(jù)存儲方案的設(shè)計(jì)合理與否關(guān)系到記錄儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功與否。疲勞駕駛流程如圖43所示[10]。刪除駕駛員或添加其他駕駛員需要經(jīng)過授權(quán)，通過RS232串口下載。國標(biāo)規(guī)定記錄儀應(yīng)具有存儲同一名駕駛員最近2天的疲勞駕駛記錄的功能。硬件濾波能夠很好地抑制高頻干擾，對低頻干擾的濾波效果卻比較差，軟件濾波對低頻干擾則具有較好的抑制能力。2）車輛特征系數(shù)的測試方法測試車輛特征系數(shù)的方法是將系統(tǒng)正確接入汽車行駛一段里程，系統(tǒng)記錄行駛過程中汽車發(fā)出的總脈沖數(shù)，總脈沖數(shù)除以里程數(shù)，即可計(jì)算出該車的車輛特征系數(shù)。采用每分鐘的平均速度與時(shí)間的乘積計(jì)算每分鐘的里程平均值，然后累加到總里程中進(jìn)行存儲。速度信號是一個(gè)方波，利用單位時(shí)間測量到的脈沖數(shù)和車輛特征系數(shù)來計(jì)算車輛行駛速度和行駛里程。當(dāng)車速傳感器輸出的脈沖信號超過1脈沖／秒并且持續(xù)5秒以上時(shí)，可認(rèn)為車輛是在行駛狀態(tài)，否則認(rèn)為車輛是在停駛狀態(tài)。國標(biāo)規(guī)定記錄儀應(yīng)具備車速、車輛行駛里程的測量、記錄存儲功能。每200ms定時(shí)采集車速脈沖，25次即可采集5s的車速，如果5s采集少于5個(gè)脈沖，則認(rèn)為車輛進(jìn)入停駛狀態(tài)，記錄儀主機(jī)進(jìn)入斷電保護(hù)。開始定時(shí)器計(jì)時(shí)滿200ms連續(xù)25次采集的脈沖數(shù)N小于5？采集1秒5次車速和剎車采集1分鐘300次車速和剎車計(jì)算1分鐘的車速，里程FM1808相應(yīng)塊寫滿意一行252字節(jié)？按歷史數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)按頁轉(zhuǎn)存到AT45DB081B相應(yīng)頁中NNYY圖41數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)流程圖 車輛狀態(tài)可以分為起步，行駛中和停駛中3種狀態(tài)。每200ms采集一次車速、里程、剎車等車輛狀態(tài)信息，每1s采集一次實(shí)時(shí)時(shí)間，每1分鐘計(jì)算一次里程。程序是用單片機(jī)的兩個(gè)I／OEl模擬實(shí)現(xiàn)NXP8563的12C時(shí)鐘／同歷芯片的寫／讀操作。IC卡內(nèi)可擴(kuò)展存儲發(fā)卡單位和發(fā)卡時(shí)間等。系統(tǒng)初始化由各個(gè)模塊端口定義，各個(gè)模塊初始化等組成。系統(tǒng)任務(wù)分配行駛中停駛中數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)存儲疲勞駕駛判斷斷電保護(hù)默認(rèn)顯示*疲勞駕駛超速聲光報(bào)警操作按鍵顯示數(shù)據(jù)打印數(shù)據(jù)通信更換駕駛員斷電保護(hù)“*”的為本文中未實(shí)現(xiàn)的功能，后續(xù)開發(fā)可以擴(kuò)展該部分功能。車輛點(diǎn)火即為記錄儀上電，熄火則記錄儀斷電。行駛中采集車速和判斷疲勞駕駛，該部分后續(xù)研發(fā)可以擴(kuò)展超速、疲勞駕駛聲光報(bào)警功能。 系統(tǒng)軟件整體流程軟件系統(tǒng)的任務(wù)分配由行駛中和停駛中任務(wù)兩部分組成。單片機(jī)與NSl2232A液晶接口電路如圖36所示。+5V背光電源正，背光電源負(fù)，需單獨(dú)引出。NSl2232A的DDRAM地址表如表3．2所示。SEDl520中的顯示RAM共有32行80列。NSl2232A是一款內(nèi)藏SEDl520控制器的122幸32圖形點(diǎn)陣液晶器，它主要由行驅(qū)動器、列驅(qū)動器及122*32全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。按鍵通過MC9S12D64外部中斷PH口實(shí)現(xiàn)，硬件電路較容易，詳見附錄1。通過操作按鍵應(yīng)能實(shí)現(xiàn)最近15min內(nèi)每分鐘的平均車速記錄、最近2個(gè)日歷天內(nèi)同一駕駛員連續(xù)駕駛時(shí)間超過3h的所有數(shù)據(jù)記錄和車輛特征系數(shù)顯示。 液晶顯示單元國標(biāo)規(guī)定記錄儀應(yīng)具備顯示及操作功能。當(dāng)AT45DB081B的CS由高變低時(shí)，芯片啟動一次操作，而當(dāng)CS由低變高時(shí)，終止操作。WP引腳在芯片內(nèi)部拉高，如果不使用寫保護(hù)功能該引腳可以懸空。WP為寫保護(hù)引腳，如果將其置低，則AT45DB081B中存儲器的前256頁被寫保護(hù)。編程操作是基于頁的，可實(shí)現(xiàn)對字節(jié)的讀操作，不支持單字節(jié)的寫操作：支持頁寫、頁擦除操作，擦除操作則可以按塊或頁進(jìn)行。主存儲區(qū)容量為8,650，752位，被分成10段、512塊和4096頁三個(gè)等級，每頁264字節(jié)。圖3．2 FMl808接口電路2）閃速存儲器Ar45DB08lB是ATMEL公司推出的一款基于Hash技術(shù)的大容量數(shù)據(jù)存儲器，采用2．7Vq．6V供電，管腳(SI、SCK、／CS、／RESET、／WP)支持5V輸入，允許直接5V1]幾或COMS電平信號相聯(lián)接，并且與之兼容；AT45DB081B的最大時(shí)鐘頻率可達(dá)20MHz；在系統(tǒng)編程比較簡單，不需要高電壓。設(shè)計(jì)時(shí)需要注意。因此每次內(nèi)存存取都必須確保／CE產(chǎn)生一次由高到低的躍變，這是FRAM與SRAM時(shí)序唯一不同的地方。由于存儲器每行不能超過塊的界限，讀寫操作頻率不同的數(shù)據(jù)應(yīng)放在不同的塊中。FMl808內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)為32*768*8bits，內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)是基于行和列陣列，通過并口訪問32*752個(gè)內(nèi)存地址空間，所有的15位地址唯一指定了一個(gè)32*768字節(jié)中的地址。采用鐵電存儲器與SPI接口的閃存兼顧按字節(jié)快速寫入速度、較大數(shù)據(jù)存儲空間及掉電不丟失數(shù)據(jù)的需求。并行接口方式的Flash占用過多的單片機(jī)IO引腳，本文設(shè)計(jì)的記錄儀IO資源緊張；12C接口的Flash只需要兩個(gè)IO引腳就可以實(shí)現(xiàn)訪問但是其訪問速度比較慢(400Kbps)；SPI總線接口的Flash，需要4個(gè)IO引腳，其訪問的速度可達(dá)20Mbps。因此本記錄儀中Flash型存儲器。FMl808具有100億次的讀寫壽命，即使每秒進(jìn)行30次讀寫操作，壽命時(shí)限也可至少保證10年；掉電后數(shù)據(jù)保持10年，速度快，無須寫等待時(shí)間。第二種方案RAM價(jià)格昂貴，1K字節(jié)需要15元左右。非易失性RAM主要有普通靜態(tài)RAM加電池供電、內(nèi)部帶鋰電的非易失性RAM和新型的非易失性FRAM鐵電存儲器三種實(shí)現(xiàn)方式。因此，需要擴(kuò)展一個(gè)快速的RAM器件作為數(shù)據(jù)緩存。為了保證所有采集的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)的存儲，僅使用Flash存儲器是不行的，因?yàn)樗牟翆懰俣缺容^慢，不能按字節(jié)進(jìn)行擦寫操作。將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)暫存起來，滿一頁時(shí)，再將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到歷史數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中，存滿360h數(shù)據(jù)，然后將其重新覆蓋。本記錄儀需要存儲的數(shù)據(jù)量較大，記錄儀對存儲的實(shí)時(shí)性和可靠性要求較高。 存儲方案選擇為方便敘述，事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)、行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)分別采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)術(shù)語。另外，還要存儲數(shù)據(jù)的索引、車輛特征系數(shù)(十六進(jìn)制，3字節(jié))、車輛識別代號VIN(ASII碼，17字節(jié))、車牌號碼(ASII碼，12字節(jié))、車牌分類(ASII碼，12字節(jié))、駕駛員代碼(十六進(jìn)制，3字節(jié))、機(jī)動車駕駛證號碼(ASII碼字符，18字節(jié))、記錄儀主機(jī)可識別的唯一性編號及初次安裝同期(8421BCD碼，5字節(jié))、記錄儀每一次下傳的日期及時(shí)間8421BCD碼，5字節(jié))、每一次上載的日期和時(shí)間(8421BCD碼，5字節(jié))、每一次車輛特征系數(shù)的設(shè)定時(shí)間(8421BCD碼，5字節(jié))等信息。從而可得每一分鐘需要記錄的歷史數(shù)據(jù)為9字節(jié)。時(shí)I39。速度的單位為km／h，測量范圍為：0km／h．220km／h，分辨率等于或優(yōu)于lkm／h。20秒實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)所需要的數(shù)據(jù)空間：20*16=320(字節(jié))2)行駛狀態(tài)數(shù)