【正文】 車(chē)輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 8 按鍵控制電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中使用按鍵實(shí)現(xiàn)基本的系統(tǒng)復(fù)位、控制顯示和執(zhí)行選擇操作等功能。 鍵盤(pán)的接口電路圖如圖 35 所示： 圖 35 按鍵接口電路圖 GPS定位電路設(shè)計(jì) GPS 是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。 本系統(tǒng)采用了 GPS 接收芯片，將得到的包含位置的信息通過(guò) UART 異步串行通信協(xié)議傳輸給 MSP430F149 處理器進(jìn)行處理，獲得實(shí)時(shí)車(chē)輛行駛經(jīng)度、緯度和方向等信息。 GPS15 有 FLASH 閃存，不需要在程序中設(shè)計(jì)時(shí)初始化。 GPS15 與 MSP430F149 的連接框圖如圖 36 所示： 圖 36 GPS 接口原理框圖 K2K1K4VCCR5R4R3GNDP40P41P42 V D DU A R T R xU A R T T xR E S R TI / OU A R T T xU A R T R xI / OG P S 1 5M S P 4 3 0 F 1 4 9江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車(chē)輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 9 無(wú)線通訊模塊設(shè)計(jì) 無(wú)線通訊方案選擇 （ 1）方案一：采用藍(lán)牙傳輸近場(chǎng)無(wú)線通訊模塊 藍(lán)牙通信方式是一種應(yīng)用十分廣泛的通訊方式，在手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣泛，無(wú)需移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)支持、無(wú)需客戶付費(fèi)和低功耗是藍(lán)牙傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)。雖然傳輸速度可以滿足一般的傳輸 要求，而車(chē)載無(wú)線通訊的目的是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，監(jiān)控中心與車(chē)輛的位置一般很遠(yuǎn)且不固定，故藍(lán)牙通訊模塊不適合本設(shè)計(jì)。 GPRS 是 GSM 的延續(xù)， GPRS 的傳輸速率可提升至 56 甚至 114Kbps，可以滿足車(chē)輛行駛信息、位置信息和報(bào)警信號(hào)的傳輸，且實(shí)用性高，不過(guò)使用者需要支付一定的傳輸費(fèi)用。 測(cè)量行駛記錄儀需要通過(guò)無(wú)線通訊模塊與外界通訊實(shí)現(xiàn)將行車(chē)信息和 GPS定位信息等發(fā)送至遠(yuǎn)程終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能、遠(yuǎn)程防盜報(bào)警等功能 ,并根據(jù)設(shè)計(jì)需要還可以實(shí)現(xiàn)接收遠(yuǎn)程終端發(fā)出的短消息或遠(yuǎn)程命令 ,滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求，按服務(wù)中心或用戶的需求完成控制要求。其性能穩(wěn)定、性價(jià)比高。 SIM900A 模塊結(jié)構(gòu)如圖 37 所示： GSM/GPRS 無(wú)線通訊模塊電路由 SIM900A 芯片及其外圍接口電路組成 ， 外圍電路主要包括電源部分、音頻接口電路、串口通信電路及 SIM 卡接口電路 [10]。 MSP430F149 通過(guò)串口 UART1 與 SIM900A 進(jìn)行異步串行通信 , 程序上通過(guò)發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn) AT 指令 ， 實(shí)現(xiàn)收發(fā)短信、傳輸數(shù) 據(jù)的功能 [7]。 SIM900A 支持并不支持電信卡的 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)準(zhǔn)單位為千米每小時(shí)，最大測(cè)量速度應(yīng)大于 220km/h，行駛速度誤差應(yīng)小于 1km/h。測(cè)速模塊電路圖如圖 39所示： 1233144*VCCGNDOUTA1INA2INA+3GND4INB+5INB6OUTB7VCC8*LM393R110KVCCGNDGNDVCCD?10KR?Res2C?GNDP11 圖 39 測(cè)速模塊電路圖 測(cè)量原理： 用霍爾傳感器檢測(cè)兩次高電平信號(hào)，算出時(shí)間間隔，即可得出采集汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間 T。通過(guò)設(shè)立一個(gè)標(biāo)志位 flag江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車(chē)輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 12 即可實(shí)現(xiàn)。 汽車(chē)報(bào)警模塊 汽車(chē)報(bào)警分為防盜報(bào)警與常規(guī)報(bào)警。報(bào)警方式包括聲光報(bào)警和通過(guò)GSM/GPRS 無(wú)線通訊模塊將異常情況通知車(chē)主和監(jiān)控中心，給出車(chē)輛異常原因，所在位置等信息，結(jié)合了無(wú)線通訊功能的防盜報(bào)警模塊的將安全性大大提高。 本設(shè)計(jì)中報(bào)警裝置主要由車(chē)載聲光報(bào)警器、 GPRS 網(wǎng)絡(luò)以及用戶接收器組成。先初始化定時(shí)器、 DS18B 液晶、 串口通信和 SIM900A等模塊，然后再主程序中調(diào)用各個(gè)模塊函數(shù)，輸出到 LCD12864上顯示。 主程序流程圖 系統(tǒng)先進(jìn)行主控模塊設(shè)計(jì)，進(jìn)行 MSP430 單片機(jī)的初始化、各個(gè)模塊初始化和各個(gè)串口初始設(shè)置。系統(tǒng)總體流程由中斷驅(qū)動(dòng)，再進(jìn)行各個(gè)模塊的通訊操作，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)交換。測(cè)速子程序框圖如下圖 42 所示： 開(kāi) 始T I M E R _ B 觸 發(fā) 中 斷兩 次 頻 率 量 中 斷 觸 發(fā) 間 隔數(shù) 據(jù) 處 理結(jié) 果 輸 出 顯 示 圖 42 測(cè)速子程序框圖 測(cè)速核心子程序如下： pragma vector= TIMERA0_VECTOR __interrupt void TIMER_A(void) { if(CCR0lastCCR0) k=CCR0lastCCR0。 lastCCR0=CCR0。 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車(chē)輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 15 } 基于 GPS 接收系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 同樣由于 MSP430 內(nèi)部資源有限的原因 ， 采用了 MSP43O 內(nèi)部的 Timer_A0模擬 UART 來(lái)接受 GPS 信息。 GPS 模塊的主要實(shí)現(xiàn)功能是對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星信息的接收實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的定位。 MSP430F149 單片機(jī)與 GPS15 通訊成功后 ， GPS15 通過(guò) UART1 將包含位置、測(cè)量精度以及實(shí)時(shí)時(shí)間等信息發(fā)送給 MSP430F149，在進(jìn)單片機(jī)的信息處理后將相關(guān)行車(chē)信息進(jìn)行顯示與存儲(chǔ)。常用的 AT 命令如表所示： 表 41 常用 AT 命令 常用 AT 命令 指令 功能 AT+IPR 波特率的設(shè)置 AT H 掛機(jī) AT+CMGF PDU 及 Text 格式選擇 AT+CMGR 短信的讀取 AT+CMGD 短信的刪除 AT+CMGS 短信的發(fā)送 ATamp。短信的發(fā)送通過(guò)移動(dòng)的 SIM 卡提供服務(wù)。 // 選擇 和 做 UART 通信端口 1100 //開(kāi)始 SWRST 默認(rèn)高電平 (在此狀態(tài)下設(shè)置串口才有效 ) ME1 |= UTXE0 + URXE0。 //采用 8 位字符發(fā)送方式 UTCTL0 |= SSEL0。 // 設(shè)置串口波特率為 9600 UBR10 =0x00。 //調(diào)整值 UCTL0 amp。 // 初始化 UART IE1 |= URXIE0。 // _EINT()。\039。 UTXIFG0))。 } } 基于 SIM900A 模塊的發(fā)送短信的實(shí)現(xiàn) : Uart0Sends(AT+CSCS=\GSM\\r\n)。 //延時(shí) 300ms Uart0Sends(AT+CMGF=1\r\n)。 //延時(shí) 300ms Uart0Sends(AT+CMGS=\18051363710\\r\n)。 //延時(shí) 300ms Uart0Sends(yusheng)。 // TXBUF_0 Delay_ms(20200)。 LCD_CON_DIR |=LCD_RW+LCD_RS+LCD_EN。=~(LCD_RW+LCD_RS)。 LCD_CON_OUT amp。 LCD_CON_OUT |=LCD_EN。 LCD_DATA_OUT=mand。 LCD_CON_OUT amp。 delay()。 LCD_CON_DIR |=LCD_RW+LCD_RS+LCD_EN。 delay()。=~LCD_RW。 LCD_CON_OUT amp。 LCD_CON_OUT |=LCD_EN。 LCD_DATA_OUT=data。 LCD_CON_OUT amp。 delay()。 首先需要設(shè)定計(jì)時(shí)器時(shí)鐘頻率為 1MHZ。 } 延時(shí)函數(shù)確定后， 根據(jù) DS18B20芯片手冊(cè)，編寫(xiě)出 DS18B20讀寫(xiě)函數(shù)，完 成這一步驟，之后在函數(shù)中對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理與校驗(yàn)，即可配合顯示模塊實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 for(x=0。x++) { DQ0。 //延時(shí) 13us 左右 if((namp。 else DQ0。 DelayNus(9)。 } } //讀函數(shù) unsigned char Read_18B20(void data) { uchar b。 for(b=0。b++) { flag = 1。 _NOP()。 //延時(shí) 5us _NOP()。_NOP()。 DelayNus(1)。( ~BIT6)。 if(P1INamp。 DelayNus(8)。 DQ1。 //延時(shí) 10us } if(temp==0xff) write_data(0x30+6)。 } 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車(chē)輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 21 報(bào)警模塊的軟件流程圖 報(bào)警模塊采用中斷處理機(jī)制，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到報(bào)警信號(hào)滿足報(bào)警條件時(shí)，MSP430F149 單片機(jī)自動(dòng)進(jìn)入報(bào)警中斷處理子函數(shù)，如汽車(chē)超速時(shí)，一方面蜂鳴器報(bào)警提示汽車(chē)超速行駛，另一方面在 LCD12864 液晶顯示器上顯示超速提醒，提示駕駛員降低車(chē)輛行駛速度，完成中斷處理子程序 ， 系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行之前的操作，如果測(cè)量依然超速，那么系統(tǒng)再次進(jìn)入報(bào)警中斷處理子函數(shù)，如此循環(huán)，直至車(chē)輛的行駛速度不再超速時(shí)，程序不再進(jìn)入報(bào)警中斷處理子函數(shù)，報(bào)警系統(tǒng)關(guān)閉，車(chē) 輛正常行駛。本設(shè)計(jì)就是探討在傳統(tǒng)的行車(chē)記錄儀中融合 GPS 定位技術(shù)和 GPRS 通訊技術(shù)等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位、遠(yuǎn)程通訊等功能并形成一套 符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的性價(jià)比高、性能穩(wěn)定的行車(chē)記錄儀。 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車(chē)輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 23 致 謝 在這三多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，在這里我要對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師齊老師表示由衷的謝意，齊老師一直都以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度給予我細(xì)致入微的輔導(dǎo)，對(duì)難以理解的地方仔細(xì)表述，大到整個(gè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路的分析，小到論文具體格式的每一處細(xì)節(jié)問(wèn)題的一 一指出，齊老師總能深入淺出的給予指導(dǎo)，齊老師這種高度的責(zé)任心是我今后工作生活的榜樣。 也由衷的感謝電氣學(xué)院的各位老師們，老師們的諄諄教誨是我們學(xué)習(xí)的榜樣。 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 車(chē)輛行駛記錄儀的設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1] 詹洪陳 . 嵌入式汽車(chē)行駛記錄儀 [D]. 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