【正文】 時標(biāo)寄存器。寄存器B的主要功能是初始化設(shè)置，初始化時必需將相關(guān)位置 1，才能初始化時間和日歷字節(jié)，對相關(guān)位進(jìn)行設(shè)置，可使系統(tǒng)具有周期中斷、鬧鐘中斷、更新結(jié)束中斷功能，可控方波的輸出，可控制時間的顯示模塊，并可自動執(zhí)行夏令時制。寄存器 D的主要功能是提供有效 RAM和時間標(biāo)志。如果出現(xiàn) 0，表明內(nèi)部電池耗盡。 AS是 DS12887的地址使能端口，它與 8031的 ALE相連實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與地址總線復(fù)用。 圖 23 系統(tǒng)時鐘引腳接口電路 看門狗電路的設(shè)計 考慮到單片機(jī)處于實(shí)際工作時電池和其他干擾造成單片機(jī)的不穩(wěn)定，引起程序亂飛，可能會使程序陷入死循環(huán)。如果操 作人員在場，可按下人工復(fù)位按鈕，強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位。故采用硬件 MAX813L看門狗電路，可以實(shí)現(xiàn)不用人來監(jiān)視，就能使系統(tǒng)擺脫死循環(huán)，重新執(zhí)行正常的程序。若發(fā)現(xiàn)時間超過已知的循環(huán)設(shè)定時間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了死循環(huán)，這時計數(shù)器溢出，然后強(qiáng)迫系統(tǒng)復(fù)位，在復(fù)位入口 0000H處安排一段出錯處理程序，使系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)入正軌。這時要求系統(tǒng)應(yīng)首先檢測到電源的變化，然后通過切換電路把備用電池接入系統(tǒng)，以保護(hù) RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。 圖 25 MAX813L的接口電路 當(dāng)電源電壓降至 ，即產(chǎn)生復(fù)位。在上電、掉電期間及在電壓降低的情況下可產(chǎn)生一個復(fù)位信號。 WDI是看門狗輸入，它控制內(nèi)部看門狗定時器。將 WDI 懸空或連接一個高阻抗三態(tài)緩沖器將禁止看門狗功能。 WDO 是看門狗輸出。此外，當(dāng) Vcc 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 9 頁 共 52 頁 低于復(fù)位門限時， WDO 保持低電平。 RESET是高電平有效的復(fù)位輸出。復(fù)位信號用來按已知狀態(tài)啟動 /PC??，一旦 /PC??處于未知狀態(tài)，就將系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng) Vcc小于 ， RESET保證為低電平。在超過此門限后， RESET為高電平大約 200ms。在 Vcc降至復(fù)位門限電壓以下時，即處于降壓的情況下， RESET變?yōu)榈碗娖?。?WDO 連至 MR 可使看門狗超時產(chǎn)生復(fù)位。 MAX813L內(nèi)的看門狗定時器監(jiān)控 /PC??的工作。 WDO 將保持低電平直到在 WDI 檢測到 /PC??的工作。如果產(chǎn)生復(fù)位信號，看門狗定時器也會被禁止。 WDI 端的跳變會復(fù)位看門狗定時器并啟動一次新的計數(shù)周期。只要 Vcc升至該門限以上， WDO就變?yōu)楦唠娖?。如?WDI 懸空， WDO 將有必要作為一個低功耗輸出指示器 [5]。所以外 擴(kuò)了 1片 62128數(shù)據(jù)存儲器，該存儲器以其存儲電路以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎(chǔ)，狀態(tài)穩(wěn)定，只要不掉電，信息就不會丟失。和 1片 27128程序存儲器，該存儲器能夠重復(fù)擦寫所以被廣泛應(yīng)用。當(dāng)其內(nèi)容需要變更時，可利用擦抹器（由紫外線燈照射）將其擦除，各單位內(nèi)容復(fù)原為 FFH，再根據(jù)需要，利用 EPROM編程器編程，因此這種芯片可反復(fù)使用。單片機(jī)的電平采取的是 TTL電平 (O～ “ 0”， 2～ 5V為邏輯“ 1” )， RS232標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定邏輯“ O”為 +5～ +15V之間，邏輯“ l”為 5～ 15V之間。 RS232發(fā)送器的輸入 TTL/CMOS電平，當(dāng) MAX232CPE地工作電壓為 +5V，而 RS232接收端負(fù)載位 5K? ，發(fā)送器輸出電壓為177。 MAX232CPE由兩個發(fā)送器，如只用其中一個發(fā)送器， 另一發(fā)送器的輸入，輸出端可以懸空由圖可見，發(fā)送器內(nèi)置 400K? 上拉電阻，當(dāng)輸入端懸空時，被上拉至 VCC，經(jīng)反向器，輸出端為低電平，上拉電阻耗電為 ? ，所以懸空時的功耗很低。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 11 頁 共 52 頁 圖 26 RS232電平轉(zhuǎn)換電路 串行口數(shù)據(jù)通信主要有兩個技術(shù)問題。數(shù)據(jù)傳送主要解決傳送中的標(biāo)準(zhǔn)、格式及工作方式等問題；而數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是指數(shù)據(jù)的串并行轉(zhuǎn)換。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換有串行接口電路實(shí)現(xiàn)，這種電路也稱之為通用異步接收發(fā)生器（ UART）。在單片機(jī)芯片中，UART以集成在其中，作為其 組成部分，構(gòu)成一個串行口。計數(shù)初值的計算公式如式 22。 其通訊接口設(shè)計如圖 27所示。 FC：數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位速度數(shù)據(jù)。 FA：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位時間數(shù)據(jù)。 USB口設(shè)計 CH375是一個 USB總線通用接口 電路 ，支持 HOST主機(jī)方式和 SLAVE設(shè)備方式。在本地端， CH375具有 8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī)、 DSP、 MCU等控制器的系統(tǒng)總線上。 CH375的特點(diǎn)如下： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 13 頁 共 52 頁 （ 1）全速 USBHOST主機(jī)接口符合 ，支持動態(tài)切換主機(jī)與設(shè)備方式，外圍 元器件 只需要 1個晶體和 2個電容； （ 2）主機(jī)端點(diǎn)輸入和輸出緩沖區(qū)各有 64字節(jié)，支持常用的 12Mb/s全速 USB設(shè) 備； （ 3）支持 USB設(shè)備的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸； （ 4）自動檢測 USB設(shè)備的連接和斷開，提供設(shè)備連接和斷開的通知； （ 5）內(nèi)置控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器，簡化常用的控制傳輸； （ 6）并行接口包含 8位數(shù)據(jù)總線， 4線控制：讀選通、寫選通、片選輸入和中斷輸出 ； （ 7）串行接口包括串行輸入、串行輸出和中斷輸出，支持通信波特率的動態(tài)調(diào)整； （ 8）支持 5V電源 電壓和 。汽車變速器輸出的速度信號時時間上連續(xù)的數(shù)字信號，為了便于處理、存儲，將這些時間上連續(xù)的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為時間上等間距的數(shù)字信號。用它可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻栐哂性S多優(yōu)點(diǎn)，它具有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗小、頻率高（可達(dá) 1MHz）、耐振動、不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐 蝕等特點(diǎn)。 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)原理實(shí)際上是利用霍爾開關(guān)測轉(zhuǎn)速。霍爾開關(guān)固定在小磁鋼附近。檢測出單位時間的脈沖數(shù)，即可測定待測物的轉(zhuǎn)速。 車輪旋轉(zhuǎn)一周速度傳感器輸出的脈沖個數(shù)為 n，則脈沖個數(shù)如式 23。 N=f/n （ 24） 設(shè)車輪半徑為 R，則在 25。 Ll=5L （ 26） 這樣就可以得到最終的速度計算公式 V如式 27。圖中 a， b為輸入端， c， d為輸出端?；魻栐妮敵龆私拥讲顒臃糯笃鞯妮斎攵?，因此， c點(diǎn)電壓等于 d點(diǎn)電壓時，運(yùn)放無輸出， c點(diǎn)電壓大于 d點(diǎn)電壓時，有差動信號輸入，這時，運(yùn)放輸出端有較大的輸出電壓。 圖 28 THS118轉(zhuǎn)速檢測電路 Vo的計算公式如式 28。 3=， 這樣可以得到 Vo電壓為 0～ 。 開關(guān)信號的獲取及接口電路 開關(guān)信號的獲取是將 8個并行的僅有“ 0”、“ 1”兩個狀態(tài)的信號通過并行芯片進(jìn)行并行和串行的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的串行信號送給單片機(jī)處理。為了獲取穩(wěn)定的開關(guān)量，減少誤差，提高系統(tǒng)的抗干擾性，系統(tǒng)中可以采用具有置位和清零的 D觸發(fā)器，這樣可以消除因外界 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 16 頁 共 52 頁 干擾而引起觸發(fā)器的誤動作。 S/L為低電平時，允許并行置入數(shù)據(jù)， S/L為高電平時允許串行移位。 圖 29 開關(guān)信號電路接口 開關(guān)信號主要包括剎車、喇叭、左右燈、大燈、氣壓、 1號和 2號門、報警器等共 8路信號。 圖 210 開關(guān)量采集電路 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 17 頁 共 52 頁 圖 210給出的是一路開關(guān)信號的采集電路圖，其它開關(guān)量信號的采集與此相同，這里不一一畫出。 顯示電路 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(diǎn)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。干擾可以使電子元器件性能降級或失效，使單片機(jī)硬件工作失常；同時可能使采集的信號發(fā)生偏移或嚴(yán)重失真，導(dǎo)致測量誤差，因此其抗干擾設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容之一。內(nèi)部干擾源有： 1）信號線之間的串?dāng)_； 2）相鄰回路耦合造成的干擾； 3）元器件布局不合理造成的干擾； 4）寄生振蕩等。在本記錄儀中主要表現(xiàn)為： 1）空間干擾，即場干擾，通過電磁波輻射竄入系統(tǒng) 。 硬件抗干擾設(shè)計 針對本系統(tǒng)可能存在的上述干擾，本文采取了以下硬件措施，盡量減少干擾 。這是由于發(fā)光二極管只是在通過一定的電流時才能發(fā)光，而干擾即使電壓較高，由于沒有足夠的能量，不能使發(fā)光二極管發(fā)光，從而有效地隔離了干擾進(jìn)一步傳播。數(shù)字系統(tǒng)的每條信號線應(yīng)盡量靠近地線，以減少噪聲干擾。 （ 3） 按最短距離原則布線，盡量保證線跡阻抗的連續(xù)性，線跡不得直角轉(zhuǎn)向，應(yīng)采用 45176。 （ 4） 配置去耦電容，電源的輸入端跨接 10 F? 的電解電容。 3） 電源干擾的抑制 微機(jī)系統(tǒng)的供電采用 DCDC 變換模塊，單獨(dú)對系統(tǒng)進(jìn)行供電，從而減少公共阻抗的互相耦合，大大提高了供電的可靠性。 圖 31 主控模塊程序框圖 信號采集子程序設(shè)計 信號采集子程序 信號采集子程序主要完成的功能是對車速信號的采集，開 關(guān)量的采集只需要定時讀取 8031的 P1口的狀態(tài)即可，而時鐘信號是與采集的車速信號和開關(guān)量信號所形成的數(shù)據(jù)一起形成各種記錄，無需單獨(dú)采集。 INT1中斷初始化 是否已到 1ms？ 是否已 到 50ms？ 是否已到 200ms？ 通訊結(jié)束否？ 延時子程序 數(shù)據(jù)采集子程序 數(shù)據(jù)存儲子程序 通訊子程序 開始 Y Y Y Y N N N N 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 20 頁 共 52 頁 處理程序框圖如圖 32所示。由于本黑匣子系統(tǒng)為低成本型，本系統(tǒng)使用的器 件較少，因而也只有有限的數(shù)據(jù)資源及用軟件的方法來為事故判斷服務(wù)。此時，為了判斷事故的發(fā)生，只需判斷安全氣囊爆炸裝置里的傳感器是否發(fā)出了信號。 由于以上事實(shí)的存在，本人在設(shè)計黑匣子系統(tǒng)的單片機(jī)程序時至少考慮了這兩方面的情況。這對于裝 有安全氣囊爆炸裝置的轎車有效。主程序的其他部分 MOV A,51H 。氣囊爆炸 開 始 N Y 中斷現(xiàn)場保護(hù) 計算車速脈沖的輸出間隔 計算車速 計算里程 中斷現(xiàn)場恢復(fù) 返 回 判斷車輛是否停車？ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 21 頁 共 52 頁 LJMP D2 D1:LJMP BREAK D2:NOP ?? 。 1) 首先判斷車體傾角。以防有這樣一種情況，車子已經(jīng)翻了，車速必然為 0，但發(fā)動機(jī)還轉(zhuǎn)。55H單元為車體傾角數(shù)據(jù) ANL A,7FH 。判斷車體傾角是否不小于 90度 CPL JC DONEXT1 。翻車 2）接下來是判斷加速度。接前面的判斷 MOV A,0F1H 。F0H為上次的車速 SUBB A,0F0H 。車速沒有下降，不用再做相關(guān)判斷 CLR C；車速下降，進(jìn)一步判斷 ANL A,7FH 。把 A的值存在 R5中 SUBB A,60 。加速度 60 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 22 頁 共 52 頁 LJMP BREAK 。繼續(xù)其他操作 而加速度小于 60時，要分別處理剎車和不剎車的狀態(tài)。 檢查加速度是否在 20與 60之間 MOV A,R5 。加速度 20，轉(zhuǎn) NAYUAL NOP MOV A,51H 。加速度（ 20a60） +剎車 LJMP BREAK 。 加速度在 30與 60之間時，檢查是否剎車并且方向盤亂轉(zhuǎn) BODY:NOP MOV R7,04H 。R0， R1包括相鄰兩次方向盤的角度 MOV R1,0E1H DIRECTION:CLR C MOV A,R0 MOV R2,A MOV A,R1 CLR C 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 23 頁 共 52 頁 SUBB A,7FH 。方向盤角度差大于 20度 JC NOT1 。此次比較符合，比較下一次 INC R0 INC R1 。把方向盤角度數(shù)據(jù)往后移一次 MOV R0,0E2H MOV 0E1H,R0 MOV R0,0E3H MOV 0E2H,R0 MOV R0,0E4H MOV 0E3H,R0 MOV 0E4H,00H MOV A,R5 CLR C SUBB A,30 JNC BREAK 。但不能只簡單地靠車速為 0來判斷車是停了，因?yàn)橛锌赡苁擒囁贋?0但發(fā)動機(jī)還在轉(zhuǎn)，即車