【正文】 絡(luò)的無線通訊模塊 GPRS 是通用分組無線服務(wù)技術(shù)（ General Packet Radio Service)簡稱 [9]，屬于 通訊技術(shù)，介于第二代和第三代移動(dòng)通訊技術(shù)之間。 但是藍(lán)牙通訊技術(shù)距離比較短，手機(jī)內(nèi)藍(lán)牙通訊接收距離一般為十五米以內(nèi)。目前商用的 GPS模塊 ,大都支持 12通 道 ,采用 C/A編碼和 NMEAO183協(xié)議 ,通過 RS232 接口控制 [7]。本系統(tǒng)中 GPS 接收模塊使用GARMIN 公司的 GPS15 接收模塊 。 GPS 定位系統(tǒng) 組成部分主要包括用戶接收機(jī)、空間衛(wèi)星和地面控制部分 [8]。按鍵通過一個(gè) 的電阻連接到 ，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)， I/O 檢測到電平，當(dāng)有按鍵被按下時(shí)， I/O 檢測到低電平，通過軟件延時(shí)去抖電路判斷是否有按鍵按下，并執(zhí)行相應(yīng)的程序 。 DS18B20 與 MSP430F149 連接的電路圖如圖 33 所示： L1 33u+12V680uFC4Cap Pol1GNDD1IN5824220uFC5Cap Pol1Vin1OUT2GND3FB4ON/OFF5*江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 7 圖 33 DS18B20 接口原理圖 交互電路設(shè)計(jì) 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 器件選擇 ： 采用 8 位并行、帶中文字庫 LCD12864 作為顯示輸出模塊，LCD12864 最低至 電源電壓供電，可 以直接 其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字 ，足以顯示本設(shè)計(jì)中需要的全部數(shù)據(jù)與提示漢字等， MSP430F149 單片機(jī)片內(nèi)外圍接口電路可以直接連接 LCD12864。且 僅需占用兩個(gè) I/O 口資源，轉(zhuǎn)換速度快，抗干擾能力強(qiáng)，測量精度也滿足要求本設(shè)計(jì)的精度要求，且其測量分辨率可以調(diào)節(jié)，按照需要的精度要求選擇不同的分辨率， 可選擇 9 到 12 位不同的分辨率，分辨率越高，測量精度越高，但轉(zhuǎn)換速度也相應(yīng)的越慢，選擇任意分辨率都能完全滿足 系統(tǒng)測量環(huán)境溫度的精度要求。 LM2596 分為固定輸出電壓和可調(diào)輸出電壓兩種類型，其中固定輸出電壓有 、 5V 和 12V， 而可調(diào)輸出電壓可以輸出 到 37V的各種電壓。本系統(tǒng)中 MSP430 處理器的正常工作電壓為 ，GPS15 芯片的工作電壓為 ， SIM900A 芯片的工作電壓要求為 ，nCD11WP10DAT18DAT07GND6CLK5VDD4GND3CMD2CD/DAT31DAT29PAD112PAD213PAD314PAD415JP1SD/MMC CARDGNDVCCR8R9R10VCCDODICSSCLK江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 6 電流應(yīng)大于 2A,所以需要設(shè)計(jì)出由 12V車載電源供電的電源電路 [7]。 MSP430F149單片機(jī)通過串行外設(shè)協(xié)議總線與 SD 卡插槽進(jìn)行連接，串行外設(shè)協(xié)議總線只需四根線即可完成通訊，串行外設(shè)協(xié)議總線以主從方式工作，在單片機(jī)與 SD 卡通訊為點(diǎn)對點(diǎn)通訊，所以不需要進(jìn)行尋找操作，所以便于讀取各種 SD 卡的數(shù)據(jù)信息。 系統(tǒng)總體框圖如圖 21 所示 ： M S P 4 3 0 F 1 4 9 單 片 機(jī)八 路 開 關(guān) 量 輸 入測 速 頻 率 量 輸 入模 擬 量 輸 入G P S 接 收 模 塊存 儲(chǔ) 模 塊G S M / G P R S通 訊 模 塊電 源 模 塊復(fù) 位 電 路時(shí) 鐘 電 路L C D 顯 示 模 塊按 鍵 交 互 模 塊溫 度 測 量 模 塊 圖 21 系統(tǒng)總體框圖 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 5 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 以 MSP430F149單片機(jī)為核心，與集成霍爾元件模塊組成測速模塊 、與液晶LCD12864組成系統(tǒng) 顯示模塊、與 DS18B20組成車溫測量模塊、與 SD卡接口組成系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊、與蜂鳴器和三極管組成的報(bào)警電路組成系統(tǒng)的報(bào)警模塊、與SIM900A組成系統(tǒng)的 GSM/GPRS通訊模塊以及與 GARMIN公司的 GPS15組成定位接收模塊構(gòu)成整個(gè)系 統(tǒng) 。 綜上考慮了設(shè)計(jì)的硬件要求以及 MSP430F149 使用廣泛、性價(jià)比高等特點(diǎn) ，最終設(shè)計(jì)選用 MSP430 系列的 MSP430F149 單片機(jī)作為系統(tǒng)的微控制器。內(nèi)部的看門狗定時(shí)器可以保證在程序跑飛時(shí)自動(dòng)的復(fù)位使程序重新開始執(zhí)行，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性；硬件 USART 串行總線接口可以進(jìn)行 UART 異步串行通信方式和 I2C 同步串行通信方式 ；本設(shè)計(jì)需要較多的通訊接口和較多的 I/O 端口連接外圍拓展模塊， 如 USB 通訊接口、 SD 卡接口、顯示交互模塊、按鍵交互模塊、聲光報(bào)警模江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 4 塊、 GPRS 通訊模塊 等。 （ 2）方案二：采用 TI 公司的 MSP430系列單片機(jī) 采用 MSP430F149 單片機(jī)為微處理器， msp430 系列單片機(jī)是由 是美國 德州儀器 （ TI） 九十年代推出的 主打超低功耗 的十六位單片機(jī) ，具有豐富的片內(nèi)片外接口 。其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉且 MCS51 系列是最早引入國內(nèi)的單片機(jī)系列，在國內(nèi)有著極其廣泛的應(yīng)用，設(shè)計(jì)范例經(jīng)典， 設(shè)計(jì)方案成熟，國內(nèi)市場上的低端行車記錄儀產(chǎn)品大多采用這一微控制器。 （ 6） 數(shù)據(jù)通信功能。 （ 4） 測量數(shù)據(jù)可以通 過液晶等顯示屏顯示 。 （ 2）能夠?qū)π旭傑囕v的行駛速度、里程 等車輛進(jìn)行測量與存儲(chǔ) [5]。但目前市場上的車輛行駛記錄儀的功能多種多樣、質(zhì)量參差不齊、價(jià)格也高低 不同，諸多設(shè)計(jì)上達(dá)不到行車記錄儀的國家標(biāo)準(zhǔn)，還缺乏統(tǒng)一的規(guī)范，系統(tǒng)的穩(wěn)定性有待提高、相關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)還有優(yōu)化提高的空間。 目前國內(nèi)市場常見的車輛行駛記錄儀總體上來說有兩種類型：一種是獨(dú)立式行車記錄儀和另一種是將行車記錄儀與 GPS 定位系統(tǒng)合二為一的，它們基本上用 SD 卡 錄制，采集的車輛行駛數(shù)據(jù)可以方便的用電腦讀出，方便查看，都能滿足一般的行車記錄需求，安裝簡單方便。隨著汽車電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，車輛行駛記錄儀也逐漸隨著技術(shù)的發(fā)展潮流不斷改進(jìn)，由最初的簡單的紙盤式行駛記錄儀，到如今的高精度、多功能的電子式記錄儀，從最初的僅記錄速度、里程等功能單一的記錄儀到如今的和汽車導(dǎo)航、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能監(jiān)控等高級功能結(jié)合在一起的高端車輛行駛記錄儀。隨后歐洲國家逐步明確要求在要害行業(yè)和汽車運(yùn)輸行業(yè)必須安裝車輛行駛記錄儀，這些都促進(jìn)了車輛行駛記錄儀的普及工作。 目前國內(nèi) 車輛行駛記錄儀市場上還主要有低端的車輛行駛記錄儀為主，這些記錄儀一般只有簡單 的測量行車速度、里程等簡單的功能，而高端行車記錄儀雖然功能豐富，但造價(jià)昂貴、安裝復(fù)雜不變，限制了其市場推廣速度，本設(shè)計(jì)的目的即在于設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程無線通訊功能和 GPS 定位功能與一體的 車輛行駛記錄儀的一套完整方案。 車輛行駛記錄儀能夠?qū)囕v行駛速度、里程等行車參量實(shí)時(shí)測量 [2]，還能對駕駛員進(jìn)行超速提醒，這對降低汽車交通事故發(fā)生率起到了積極的作用，配合衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ GPS）和 無線通訊網(wǎng)絡(luò) ，還可以實(shí)現(xiàn)車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程防盜報(bào)警以及運(yùn)輸公司可以遠(yuǎn)程了解和監(jiān)控各個(gè)車輛的實(shí)時(shí)位置與狀態(tài)，優(yōu)化運(yùn)營配置，進(jìn)行遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)管理 。s control module, speed module, GPS positioning module receives, GSM / GPRS munication module and burglar alarm and other modules of the design, and the final plan was described and details of implementation with the principles of the major functional ponents. Software designed to IAR for MSP430 development platform, with C language programming language with III powerful debugging capabilities msp430 microcontroller design utility. Software design flow chart of the detailed description of each module, and part of the heavy and difficult module gives the design process. Finally, from a technical point of view the design are summarized. Keywords: MSP430F149 microcontroller GPS GSM / GPRS Low power consumption IV 目 錄 摘 要 ...............................................I Abstract ............................................ II 1 緒論 .................................................. 1 課題研究背景及意義 ........................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................. 1 本論文的主要工作 ............................................ 2 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ........................................... 3 系統(tǒng)功能 .................................................... 3 微控制器的選擇 ............................................... 3 系統(tǒng)方案確定 ................................................ 4 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................................... 5 主控模塊設(shè)計(jì) ................................................ 5 SD 卡接口設(shè)計(jì) ......................................... 5 電源模塊 .............................................. 5 溫度數(shù)據(jù)的采集與處理 ........................................ 6 交互電路設(shè)計(jì) ................................................ 7 液晶顯示電路設(shè)計(jì) ...................................... 7 按鍵控制電路設(shè)計(jì) ...................................... 8 GPS 定位電路設(shè)計(jì) ............................................ 8 無線通訊模塊設(shè)計(jì) ............................................ 9 無線通訊方案選擇 ...................................... 9 無線通訊方案方案確定 .................................. 9 速度測量模塊電路設(shè)計(jì) ....................................... 11 車輛行駛記錄儀的車速測量要求 ......................... 11 車速測量原理 ......................................... 11 V 汽車報(bào)警模塊 ............................................... 12 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ......................................... 13 軟件整體設(shè)計(jì)思想 ........................................... 13 主程序流程圖 ..................