（通信与信息系统专业论文）汽车行驶记录仪.pdf

趣受士论文汽车行驶记荣仪 摘要 汽车幸亍驶记录仪主要翅予对车辗行驶速度、聪闼、里程以及毒关车辆行驶的 其它状态信息进行记袋、存健，著可通过遇售接口实现数据的上载和下传。在该 记录仪数开发过稷中，本人的主要工 乍是本人在该课题中所傍的工作是总 本方案 的设计、实现和躞件编程。 本文主要内容： 分绍了汽车行驶记录仪些主要器件的功能、性能靼使用，深入地研究了 u s b 援术。 完成了数据采集模块的软、矮件制俸及调试。文中对泼系统中各令软件模块 的功挺及实现进行了详缁静描述，著飨出了樱应豹结梅撂墨。并分绥了在宠成该 项目中静一些毂获。 荚链游：汽车行驶记录仪，u s b ，存锉嚣，攀片枧，圈 牛，c 5 1 硕l j 论文汽车行驶记录仪 a b s t r a c t v e h i c l e t r a v e l i n gd a t ar e c o r d e ri su s e dt or e c o r dt h es t a t u s ，s u c ha sv e l o c i t y ，t i m e a n dm i l e a g e o ft h ev e h i c l ea n ds t o r et h ei n f o r m a t i o nt h a ts h o u l db ee x p o r t e dt ot h e c o m p u t e r o ro t h e rd e v i c e st h r o u g ht h ec o m m u n i c m i o ni n t e r f a c e i nt h es t u d y , t h em a i n w o r ko fm i n ei st od e s i g na n dr e a l i z et h ec o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c eo f t h er e c o d e r , a n d m ye m p h a s ei s t om a k et h eb l u ep r i n to ft h ep r o j e c ta n dp r o g r a m mf i r m w a r e ，w e i n t r o d u c et h es c h e m eo f t r a n f e r i n gd a t a t h em a i nc o n t e n to f t h i sp a p e ri n c l u d e s ： i nt h i sa r t i c l ew ei r t t r o d u c et h eb a s i c a lk n o w l e d g eo ft h eu s bt e c h n i c sa n dt h e f a t ( f i l ea l l o c a t i o nt a b l e ) f i l es y s t e m w ea l s oi n t r o d u c et h ef u n c t i o n ，p e r f o r m a n c e a n du s a g eo f t h em a i ni cu s e di nt h i ss y s t e m ih a v ef i n i s h e dm yu s bm o d u l e sm a k i n ga n dd e b u g g i n g i nt h i sa r t i c l ew eg i v e t h ed e t a i l e dd e s c r i p t i o no ft h ef i r m w a r ea n dg i v es o m ea d v i c e so fh a r d w a r e a n d s o f t w a r em a k i n ga n d d e b b u g i n g k e y w o r d s ：r e c o r d e r o nt h ev e h i c l eu s bm e m o r ys c m f i r m w a r ec 51 硕士论文 汽车行驶记录仪 1 绪论 1 1 汽车行驶记录仪概述 汽车行驶已录仪( 以下简称记录仪) 的使用，对遏止疲劳驾驶、车辆超速等 交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为，保障车辆行驶安全以及道路交通事故 的分析鉴定具有重要作用。欧盟、日本等国家早在7 0 年代就，开始以立法的形 式在部分客运车辆及货车上强制安装使用记录仪，我国从8 0 年代后期开始，在 少数地区也曾试用过由国内一些科研机构及企业自主研制的数字记录仪。国内外 的使用情况表明，记录仪为国家行政管理部门提供了有效的执法工具、为道路运 输企业提供了管理工具、为驾驶员提供了其驾驶活动的反馈信息，其使用对保障 道路交通安全起到了直接的作用。 1 2 汽车行驶记录仪产生背景 近年来随着我国国民经济的快速发展，道路交通事故呈上升趋势，尤其是长 途客运车辆的重、特大道路交通事故频发，给国家和人民生命财产带来了巨大损 失。为此，公安部，交通部、国家安全生产监督管理局于2 0 0 1 年底联合下发了 关于加强公路客运交通安全管理的通告，通告要求：长途客运车辆应当逐步 安装、使用符合国家有关标准的汽车记录仪。同时，为了在全国范围内继续深入 开展预防和减少道路交通事故工作，公安部、国家安全生产监督管理局制定了 ( ( 2 0 0 2 年预防道路交通事故工作方案，其中明确规定对疲劳驾驶、车辆超速等 8 项违章行为进行集中整治。2 0 0 2 年5 月2 4 日交通部下发 2 0 0 2 1 2 2 6 号文关于 继续进行道路危险货物运输专项整治的通知，文中对于从事运输剧毒化学品、 爆炸品等危害性极大的危险化学品的车辆，应安装行车记录仪或g p s 卫星定位 系统和通讯设备，所以这些在全国范围内引起极大反响，各省市自治区也纷纷出 台政策。例如据新华社长沙2 0 0 2 年1 2 月2 1 日电，湖南省交管局和省运管局日 前联合做出决定，凡未安装车辆行驶记录仪的跨省大型长途客运车辆、高速公路 客运车辆及危险货物运输车辆一律不准参加2 0 0 3 年春运或者营运，从2 0 0 4 年1 月1 日起，凡未装行驶记录仪的客运车辆一律不准参加营运性旅客运输。统计资 料表明，汽车黑匣子的使用，使交通事故率降低了3 7 一5 2 ，大大减少了人员 伤亡和财产损失，产生了显著的社会效益和经济效益：可以高效地对车辆进行合 理调度，从而降低其运营成本；通过各项管理报表，实现对公司员工的绩效考核， 建立高效的竞争机制，提高公司的经济效益；通过改变内部员工驾驶的不良习惯， 减少轮胎、刹车片等耗件的损耗，降低车辆运行、维修成本；通过防止公车私用 硕上论文汽车行驶记录仪 等现象，杜绝因此而造成的公司资本流失。同时也提供显著的社会效益：提高行 车安全，更好的保障社会群众及乘客的生命安全；将可大幅减少车辆违规肇事、 废弃物倾倒或司机监守自盗等社会案件：遇到交通事故，记录仪上留下的数据为 公安交警部门的事故处理、协助破案提供了有效的手段和依据；为交通管理部门 的车辆检验( 如年检) 提供了更全面的参考数据，使交管部门的车辆检验工作更 加客观、科学；遇到事故意外，有充足的证据来分清肇事责任归属，可作为保险 部门进行理赔的辅助工具。汽车行驶记录仪被认为是作为确保汽车安全的有效 手段，可以迅速获取有关行车数据，提供行之有效的监控手段，改善营运状况， 势必成为车辆交通管理必不可少的设备。 从目前国际汽车行驶记录仪产品来看，技术己经非常成熟。像美国的z e p c o 公司、挪威的t d s 公司等都具备多年的技术开发和项目实施能力，但是产品的 在价位、售后服务等方面不太适应我国现阶段的基本国情。 1 3 本人在该课题中的主要任务 本系统主要分为软件和硬件两大系统。 硬件系统则是工作在第一线，用于实时采集记录汽车实时信息。随着u s b 技术和存储技术的发展，硬件系统可以通过r s 一2 3 2 和u s b 接口的转换来对u 盘进行读写操作，这样就可以方便记录仪中数据的上传、下载，为操作带来方便。 软件系统是指p c 机的人机界面。当需要采集记录仪中各类数据时，使用串 口线将p c 机的r s 一2 3 2 串口和记录仪系统连接，人机界面则为操作人员对自动 记录仪中数据的采集处理提供良好的环境。 本人在该课题中所作的工作是总体方案的设计、实现和固件编程。 矮壬论文 汽车行驶记录致 2 汽车行驶记录仪各部分详解 2 浅车行驶记录仪的总体结构 本记录仪由微处理器、显示器、数据存储器、实时时钟、r s 2 3 2 c d 型9 针 事型打鼹接口及u s b ( 通用串行懿线) 接日缀戏。 总体框图如图1 1 。 由于项目时恻比较紧，用两大部分硬件来实现汽车行驶记录仪的功能，第一 部分，怒主控制部分，如上图，包括主c p u 、存储器、时钟电路、键盘、晨示 赣入簸滋蔹习等；篱二部分主要怒寒实理对u 纛渎写功髭豹，嚣罄分之润逶过 串口通讯。 本融录仪可同时对8 路数字开关量和1 路遵度量进行采蘖。8 路数字开关量 分剐是汽车蘸犬灯镑号、汽车最大灯培号、汽车翦左灯信号、汽车前言烀蕊号、 汽车后蔗灯信号、汽车后右灯信号、汽车车门关闭信号、汽车潮车信号，经过光 耦隔离和7 4 a l s 5 7 3 锁存后送入单片机的p o 口，作为数据线。一路速度爆信号 是通过车速传感器将速度信号以脉冲形式输入昭经运放l m 3 9 3 送至光隔褥送到 7 4 l s 0 4 ，最后送翻t o 、下l 口。觚接感器褥到熬信号一簸穰徽弱，萁交纯蓬交在 0 1 7 0 m v 之问，而该信号又是长线传输的，它要求放大器有较高的输入阻抗和共 模抑制比，因此可靠的信号放大电路是保证系统正常工作的关键。 袋集靛售号进纷数据处理爱，遴入存键器中傈存。单片擞控薏# 显示，魏蠹慕 集，采用隔离电源、帛行通讯，机壳屏蔽及各种挠扰措旄，傻记录仪具有较高的 工作可靠性。 磋土论文 汽车行驶记录使 图2 。l 汽车抒驶记录仪憨缚设计框莲 2 2 汽车行驶记录仪的主要功能 本记录仪能2 4 小时全天实时记录、存储行驶时间、停车前1 5 分锋内每分锌 的平均速度、启动时间、中途停车时间、日累襁、总累程、嫩高车速、行驶日期 等数据，驾驶员是否越时、超速行驶，通过优盘数据读写功鼹，在记录仪管理系 统软件懿“行车鑫羹线”土一霹了然，焉盈可錾抒窜摄表，露辩其寿：( i ) 零竣疑 点数据汜录功能；记聚仪以o 2 s 的时间问隔持续记录并存储娥近1 0 次停车前2 0 s 实时时问对应的车辆行驶速度值及各种事故疑点数据，包括逮度、制动、喇叭、 点火爨i 关等牙车状态。为运竣金敦_ 季鞋主管部门撵供交通肇事匏数据分掾依攥。( 2 ) 驾驶爨身份识剐功能；每位驾驶员有一个睢一的身份识剐代粥，开车前确认代码， 确认后，在数据分析软件行车曲线中，可以用不同颜色和姓名来区分不同驾驶员 的驾驶情况。“入库”存档，便于镑理部门查询管理和行车攀放分析。( 3 ) 串口 通信功髓：通过主打印税接日静接打翠撬可打印输凄车辆车薅号码、车瓣分类、 4 硕上论文汽车行驶记录仪 驾驶员代码、驾驶员号码、打印实时时间、停车时刻前1 5 分钟内每分钟平均车 速、疲劳驾驶记录( 一次连续驾驶时间超过3 小时所有记录) 。 本记录仪详细功能如下： 白检功能： 实时时间、日期及驾驶时间的采集、记录、存储功能： 车辆行驶速度的测量、记录、存储功能； 车辆行驶里程量、记录、存储功能； 驾驶员身份记录功能； 数据显示功能； 操作功能； 数据打印输出功能； 事故疑点数据记录功能； 数据通信功能。 主要技术指标： 1 记录车速范围：o - - 2 2 0 k m h 时速显示分辨率：1k m h 2 最高时速设置范围：o - - 2 2 0 k m h 最高时速显示范围：( k - - 2 5 5 k m h 3 限时设置范围：o 一2 3 h 4 显示和记录停车前1 5 分钟内每分钟的平均速度、日累程、总累程、行驶 日期 5 显示和记录总累程范围：0 - - - 9 9 9 9 9 9 9 公里 累程允许误差：一1 ，0 + o 5 6 按面板键可以查询及显示如下内容： 车辆信息及行驶数据打印功能 同期、时间显示功能 超速、超时查询功能 车辆特征系数查询功能 疲劳驾驶记录查询功能 车辆行驶累程查询功能 最近1 5 分钟内每分钟的平均车速记录查询功能 驾驶员代码查询功能 7 显示年、月、日、时、分、秒 硕士论文 汽车行驶记录仪 实时时钟允许误差：5 s d 8 时钟分辨率：1 秒钟 9 车速误差：1 1 0 工作环境：f 常工作温度：，3 5 5 5 正常工作湿度：2 0 r h - - - 9 5 r h 1 1 电源电压：1 2 v d c ( 9 v 一1 6 v d c ) 和2 4 v d c ( 1 8 v d c - - 3 2 v d c ) 1 2 平均工作电流：0 2 a 1 3 功率：3 w 1 4 断电后数据保存时间：大于五年 1 5 记录时间：2 4 小时实时记录存储 1 6 数据存储容量 能以不大于1 分钟的时间间隔持续记录并存储车辆3 6 0 小时内的行驶 状态数据。 优盘能采集3 6 0 小时的所有行驶数据( 通过优盘采集，配合行驶记录仪数据 分析软件分析行车曲线，在行车曲线上能直观、清楚的显示开车时间、行车速度、 中途停车时问、日累程、总累程、最高车速、行驶日期、车号及事故疑点数据) 1 7 事故疑点数据：( 记录并存储车辆行驶速度值及车辆制动等状态信号) 记录时f 刚：停车前2 0 s 时间间隔：o 2 s 记录次数：1 0 次 18 打印内容：车牌号码、车辆分类、驾驶员代码、驾驶员证号码、打印实 时时问、本次停车时刻前推1 5 分钟内每分钟的平均速度、疲劳驾驶i 己录( 一次 连续驾驶时间超过3 小时的所有记录) 2 3 汽车行驶记录仪的数据分析软件 数据分析软件采用i n p r i s e 公司( 原b o r l a n d 公司) 的c + + b u i l d e r 集成开 发环境。该开发系统丌出来的界面优雅大方，给人耳目一新的感觉。软件主要是 面向操作人员，它的好坏往往决定了用户对整个系统的满意程度。该软件能在 w i n d o w s 9 8 以上系列的w i n d o w s 操作系统中安装使用，对录取的数据进行分析、 统计、制表、图形、仿真等操作，为不同类型的车型管理、维护、视情、故障分 析提供方便。 硕十论文 汽车行驶记录仪 2 4 汽车行驶记录仪硬件各部分详解 2 4 1 电源和采集接口 电源采用开关电源模块( 1 2 v 一5 v ，d c d c ) 供电，有效地克服了机动车电源 电压波动、点火系统干扰对单片机工作的影响。 采集的信号有一路脉冲信号和八路开关信号，脉冲信号通过l m 2 9 3 整形，再 经过光隔，通过两路反向器接至t o 、t 1 口。八路开关信号直接接至光隔，通过 5 7 3 接至p o 口。所以，速度信号( 脉冲信号) 采用中断方式，而那八路开关信 号采用奄询方式。 2 4 2 微处理器部分 微处理器选用的是p 8 9 c 5 1 r d 2 x x 。 p 8 9 c 5 1 r d 2 x x 具有6 4 k 并行可编程的非易失性f l a s h 程序存储器，并可 实现对器件串行在系统编程i s p 和在应用中编程( i a p ) 。在系统编程( i s p ： i n s y s t e mp r o g r a m m i n g ) ：当m c u 安装在用户板上时允许用户下载新的代码在 应用中编程i a pi n - a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gm c u 可以在系统中获取新代码并对 自己重新编程。这种方法允许通过调制解调器连接进行远程编程。片内r o m 中 固化的默认的串行加载程序b o o tl o a d e r 允许i s p 通过u a r t 将程序代码装入 f l a s h 存储器，而f l a s h 代码中则不需要加载程序。对于l a p ，用户程序通过使 用片内r o m 中的标准程序对f l a s h 存储器进行擦除和重新编程。 该器件可通过并行编程或在系统编程的方法对一个f l a s h 位进行编程从而 选择6 时钟或1 2 时钟模式。此外也可通过时钟控制寄存器c k c o n 中的x 2 位 选择6 时钟或1 2 时钟模式。另外，当处于6 时钟模式时，外围功能可以选择 一个机器周期6 时钟或是1 2 时钟。这是通过c k c o n 寄存器进行选择的。 该系列微控制器是8 0 c 5 l 微控制器的派生器件，是采用先进c m o s 工艺制 造的8 位微控制器，指令系统与8 0 c 5 1 完全相同。该器件有4 组8 位i o 口、 3 个1 6 位定时计数器、多中断源4 中断优先级一嵌套的中断结构、1 个增强型 u a r t 、片内振荡器及时序电路。 新增的特性使得p 8 9 c 5 1 r d 2 成为功能更强大的微控制器更好地支持应用 于脉宽调制，高速i o ，递增递减计数能力( 如电机控制) 等场合。 该c p u 有6 4 k f l a s h r o m ，1 k r a m ，内置看门狗，4 个t i m e r ( 包括 一个看门狗t i m e r ) ，两个外部中断，四级中断，选择原因在于：速度足够，r o m 大，可以写入大量程序，r a m 足够大，可以在程序中定义更多的内部变量，以 硕卜论文 汽车行驶记录仪 便于程序的调试和可读性，有现成的开发环境，价钱合适货源充足，另外有内置 看门狗，可以节省器件，方便布板和编程。 2 4 3 实时时钟部分 实时时钟选用d s l 7 4 8 7 芯片。 国标规定：记录仪应能以不大于o 2 秒的时间间隔持续记录并存储停车前2 0 秒实时时间对应的车辆行驶速度值及车辆制动状态信号，记录次数至少1 0 次。 这样整个系统需要定时采集数据，每o 2 秒更新曲线内容，因此全局的时钟 信号是必须的。实时时钟芯片d s l 7 4 8 7 可以自动更新年、月、日、时、分、秒 满足系统的上述需要。它是一款带有1 2 8 字节不掉电r a m 和附加4 k 用户自定 义r a m 的实时时钟：甚片，即使在没有电源的情况下，它内置的电池也可以保证 占正常工作1 0 年。选择原因在于：该r t c 有工档产品，且有一定量的n vr a m 。 其1 2 8 字节r a m 地址分配如图2 2 。 00删 s e c o h i 。s c l 。c 盯 0 1 h暨o 硎d s 札 刚 c a t 酬0 脓 m s 0 州枷l 舢t 皓 ”吲1 0 州埘h u t e s e 删 h o u r s h o 哺 l r m m v o rt | l e 眦e k d 胛o f t 惟 j i 孙t h 们小h y e a r 耻豫 r e q s | 讯b f h o 嗍 o 刚 l l e c i s 偃r c 舶b v t e s 韶 崾r r u 科 卧n k n 队n k l 舵o s t e 鼯 r 枷 i 打 r 舶酐眯d 图2 2d s l 7 4 8 7 存储空间 4 k 用户自定义r a m 可以用于周期为o 2 秒数据采集的存储。 其寄存器的安排如下： 寄存器a 、b 、c 、d ，为其控制寄存器组的四个寄存器 r e g i s t e ra d vi ) kv 0r s 3r s 2r sr s o l im l ： l i l 1 ) lii i ll 图2 3d s l 7 4 8 7 寄存器a u i p ( u p d a t ei n p r o g r e s s ) ：这是一个只读的状态位，如果u i p = l ，将进行更 新传输，如果u i p = 0 ，在至少2 4 4 u s 内不会有更新传输。 d v 2 ：倒计时链使能； 口 詈 璺 g 壶 墓 型主造塞 塑主堑壁望茎丛 d v l ：晶振使能； d v 0 ：段选择； r s 3 ，r s 2 ，r s i ，r s 0 ：q s w 波形设置。 r e g i s _ f e rb l 13 1 17l l i6 j 引 5i i l l4i 3b i i 二i l i lf j l l j l l s t il ，i l 、一i 。j i ： h + l 。1 ) m2 41 2 i ) s i i 图2 4d s l 7 4 8 7 寄存器b s e t ：设置是否可以u p d a t e ； p i e ：周期性中断使能； a i e ：提醒中断使能；- u i e ：更新结束中断使能； s q w e ：方波使能； d m ：数据类型设置： 2 4 1 2 ：2 4 小时1 2 小时控制位； d s e ：夏时制使能。 r e g i s t e rc l s bl s b li i l i 引i i ”f5b i l4担l l3 王1 1 1 二i 埘ill i l i r q i - ia f一0000 图2 5d s l 7 4 8 7 寄存器c 1 r q f ：中断请求标志位； p f ：周期性中断标志位； a f ：提醒中断标志位； u f ：更新结束中断标志位。 r e g i s t e rd s bl s b ll7b ijn川 5b i i4转”3转“2b lb i il l v r i 00f )o 图2 6d s l 7 4 8 7 寄存器d v r t ：r a m 及时间有效标志位。 9 硕士论文 汽车行驶记录仪 e x t e n d e dc o n t r o lr e g i s t e r 4 a m s b t r v k t 2rm e p a b|ii n cbl 4 2 llr flw fik f| 图2 7d s l 7 4 8 7 扩展寄存器4 a e x t e n d e dc o n t r o lr e g l s t e r4 b l b i t7 i b i t 6 l b j t5 l b r r4 l b i t3 l b 2 l b r r1 l b i t0 l a b e ie 3 2 klc slr c elp k slr elw 工elk s el 图2 8d s l 7 4 8 7 扩展寄存器4 b 周期中断率和方波输出频率见图2 ，1 0 。 由于国标要求采样周期不得高于o 2 s ，而方波输出频率没有5 h z ，如果选 择4 h z 的方波输出频率，那么采样周期为0 2 5 s ，不符合国标要求，因此选择 1 6 h z 的方波输出频率，在程序中进行3 分频，得到的采样周期为o 1 8 7 5 s ，符 合国标要求。用软件分频的方法省去在硬件中设计分频器的麻烦。这样在寄存器 a 中r s 3 、r s 2 、r s l 、r s 0 分别设为l 、l 、0 、0 。d s l 7 4 8 7 的s q w 腿接在i n t l 上，c p u 片选d s l 7 4 8 7 ，对d s l 7 4 8 7 进行操作。 芯片的硬件连接如图2 9 。 r d 1 7 二 k ss o w 、1 9 ， g n d2 2 一 i i r q v c c 2 1 v b a u xp w r 一4 ：7 鲞d 0 y 3 1 3 = r c l ra d 0 5鱼d l ： a 墟1 4 、一 c sa d l 67 、率d 2 w r 1 5 ； a l ea d 2 7 、7 巍d 3 a d 7n ；一 讯a d 3 8矗d 4 d 7a d 4 、，2 2 9 ：a d 5 n ca d 5 1 0 矗d 6 n ca d 6 图2 9 d s l 7 4 8 7 硬件连接图 l o 黪隅雕_孥一 倾士论文汽车行驶记录仪 x t e n d e ds e l e c tb i t sr e g t s t e rat p ip e r i o d i c s q w r e g i s t e ri n t e r r u p to u t p u t br a t e f r e q u e n c y e 3 2 kr s 3r s 2r s lr s 0 0o000 n o n en o n e 0000 13 9 0 6 2 5 m s2 5 6 h z 0001o 78 1 2 5 m s1 2 8 h z 0o o111 2 2 0 7 0 i t s 8 1 9 2 k h z 00 1oo2 4 4 1 4 1 i t s 40 9 6 k h z 00 1o1 4 8 8 2 8 1i t s2 0 4 8 k h z 0o 11o 9 7 6 5 6 2 5 u s10 2 4 k h z oo 111 1 9 5 3 1 2 5 m s5 1 2 h z ol oo o3 9 0 6 2 5 m s2 5 6 h z 0l o0 17 8 1 2 5 m s1 2 8 h z ol 010 15 6 2 5 m s6 4 h z o1 01 13 1 2 5 m s3 2 h z 01 10 06 2 5 m s1 6 h z o1 1ol1 2 5 m s 8 h z o l1 10 2 5 0 m s4 h z o1 l11 5 0 0 m sl h z l x 3 2 7 6 8 k h z 对d s l 7 4 8 7 的初始化，程序如下 p 1 = 0 x 3 f ： d s l 7 4 8 7 一a d d r e s s 。d s l 7 4 8 7 一0 0 ； * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 1 1 、= 0 x 8 a ； * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 1 0 ) = 0 x 7 0 ； * d s l 7 4 8 7a d d r e s s = o x 5 l ： * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 2 ) = 0 x 5 0 ； * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 4 ) = 0 x 0 0 ； * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 6 ) = 0 x 1 5 ： * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 7 ) = 0 x 1 3 ： * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 8 ) = o x 0 1 ； * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 9 ) = 0 x 0 4 ； 4 ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 1 0 ) = 0 x 3 e ； * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 1 1 1 = o x 4 a ； * ( d s l 7 4 8 7a d d r e s s + 0 x 4 a ) = 0 x a 0 ； 给a 、b 两个寄存器写命令字 设置时间秒 | l 食 | | 哒 惺朔 “b 旧 l | 辱 给a 、b 两个寄存器写命令字 碳| 一诒文汽车行驶记录设 4 ( d s l 7 4 8 7 一a d d r e s s + 0 x 4 b ) = 0 x 0 0 ； 给附加寄存器写命令字： p l = 0 x f f ； 使掰d s l 7 4 8 7 芯片需要注意的地方有： 1 本方案采用的是方波输出来供给c p u 的中断，也可使用i r q 中断，但 效果不明恳，有时捕捉不到这个中断信号。 2 癸罄骞存嚣4 a 中对i n c r 位置l ，每次连续捷强扩溪r a m 时r a m 遗 址自动加l ，但在实际应用中，随稽程序量的加大，地址自动加l 功能并不能很 好实现，必须指定r a m 地址。 3 读取时镑对，簧先读取a 鬻存器改篷，剡叛最高位姿u i p = i 时，读嵌时 闯，否则表示现在正在进行剩新。 u i p ： w h i l e ( + ( d s i 7 4 8 7 _ a d d r e s s + l o ) 一o x 8 0 ) ； 2 4 4 存储部分( n vr a m 和f l a s h ) 存储部分由两部分组成：实时数据和历史数据。实时数据存在d s l 7 4 8 7 中， 历史数舞存在& 9 e 0 4 0 中。 国标规定：记录仪应能以不大于0 2 秒的时间闯隔持续记录并存储停车前2 0 秒实时时间对应的车辆行驶速度戗及车辆制动状态信号，记录次数至少1 0 次。 这榉每o 2 秒对上述每个参量采样一次( 这样一次采样一个参量对应一个 点) ，2 0 个点( 数字开关量除外) 组成一条趋线，每0 2 秒利新一次遥线。每条 衄线需露2 1 4 字节，其内容包括当前开车驾驶员证号( 1 8 字节) 、停车时间( 6 字节) 、停车前2 0 s 姆o 2 s 车辆行驶速度和8 个开关量状态( 2 + 1 0 0 - - 2 0 0 字节) ， 至多保懿1 0 条夔线，共诗2 1 4 0 字节。 d s l 7 4 8 7 除了安时时钟外，避有4 k 8 的n vr a m ，具橱掉电保护，可以用 来存储实时数据。 用户r a m 分为鼹块独立的狂储段。当段0 渡选中时，1 4 个实时时键褥东器 和1 1 4 予节的用户r a m 是可璃的，当段l 被逸中时，辩热瀚4 k b 用户r a m 可 以通过扩展r a m 地址和数据寄存器加以使用。 片e 的4 k b 的n v s r a m 是通过地址数据总线a d 7 - - a d 0 访问的。地址的 高霞、低位、良及滚、写数据分期镞存在三令片上毒存器中，建蛙蓬围姨0 睡 到0 f f f h 。 要使用段一，酋先要将寄存器a 的d v 0 位鬣1 ，然后将1 2 位地址存入位于 5 0 h ( 蠢，、位) 和5 1 h ( 低四位) 的薅存器中，这榉，就可以遗过读写健予5 3 h 的寄存器丽读写n v s r a m 。 1 2 硕士论文 汽车行驶记录仪 通过设置扩展控制寄存器( 4 a h ) 的b m e 位，则可以使能b u r s t 传输模式。 8 a k ko n m e k e e p i n ga n dc o n t 定o l 5 0e y t e s u s e r r m 图2 1 1d s l 7 4 8 7 存储段2 的存储空间 由于f l a s h 擦写次数限制，用来存储历史数据。 a t 2 9 c 0 4 0 a 闪速存储器的存储容量为4 m b i t 。闪速存储器因其具有掉电后数 据不会丢失、电擦除和可多次编程等特点而成为代替磁盘和电池支持静态r a m 的一种理想产品，近几年来得到了迅速发展。数据存储器f l a s he p r o m a t 2 9 c 0 4 0 a 使用5 v 单一电源供电，读写操作使用同一电源，省去了1 2 v 的编 程电源v p p ，它共有2 0 4 8 个扇区，每个扇区包含2 5 6 个字节，存储容量为4 m b i t ， 扇区容量小，减少了写数据时对系统内存资源的要求。为了避免因人的疏忽或者 系统上电、掉电等因素引起对闪速存储器的误写操作，a t 2 9 c 0 4 0 a 闪速存储器 硕士论变 汽举行驶记录仪 设置了软件数据保护s d p ( s o f t w a r e d a t a p r o t e c t i o n ) 功能。其基本原理是在对 阂速存馕器写操馋承，必须按一定蹶序送入3 字节戆命令鹦，然后蠢能写入数据， 否涮任何数据都不麓被写入，s d p 虢像进入崖时必须先用钥熬打开门一样，具体 写过程如图2 1 2 所示 图2 1 2霹过程流程豳 a t 2 9 0 4 0 a 的结构非常类似子s r a m ，它有8 条数据线( d 0 - d 7 ) ，1 9 条地 址线( a 0 a 1 8 ) ，3 祭控制线( o e 、c e 、，、v e ) 以及电源、地址线共3 2 个引 秘。其读操俸类 娃子s t l a m ，恧写搽佟稿有不阉，霭要数m s 方戆完或，a t 2 9 0 4 0 a 的扇区容量为2 5 6 字节，每周期写入一个癞区的数据，被写入扇区的编号由 a 8 a 1 8 定义，a 0 a 7 提供扇区内的单元地址撼装载一个扇酝数据后，必须等待 个写周期，时间为1 0 m s ，在装载扇区数据的过程中a 8 a 1 8 应维持不变。由 于每次写入鼗蠢露整个瘩区懿数獾鄂将重写，嚣魏必须采瑟数獯缓跨区采存款要 写入的数据( 包括扇区内已存在的数据) 。单片机p 8 9 c 5 1 r d 2 f a 具有1 0 2 4 字节 内部数据存储器( r a m ) ，用其中2 5 6 字节作为数据缓冲区存放要写入的数据。 f l a s h 可擦写匏次数为1 0 0 0 0 次，翔聚将o t 2 移袋集数摆也存 l 萎在其中 数撰每 分锌更新一次的话) ，那么不到f l a s h 的寿命不潮7 天。所以需要考虑使用另外 的存储器，就是上筒提到的d s l 7 4 8 7 。 2 。4 。5 输入、输出部分 2 4 5 1l e d 显示以及键盘输入 z l g 7 2 8 9 a 蹩广熊蠲立功擎嚣凝发震舂黻公司叁嚣竣诗虢，其有s p i 搴芎亍 接口功能的可同时驱动8 位共阴式数码管( 或6 4 只独立l e d ) 的智能鼹示驱 动芯片，该芯片同时还可连接多逖6 4 键的键盘矩阵，单片即可完成l e d 显示 、键盘接日救全部功鼹。 1 4 礞士论文 汽车行驻记录 殳 z l g 7 2 8 9 a 内部含有译码器，可直接接受b c d 码或1 6 进制码，并删时具 有2 季申译码方式，此外，还具有多耱控制指令，如瀵隐、闲虫拳、左移、在穆、 段寻赵i = 镣。 z l g 7 2 8 9 a 具有片选信号可方便地实现多于8 位的显示成多于6 4 键的键 盘接口。 粪黧应蠲： 仪器仪表工业羧制器条形显示器控制面板。 特点： 零行接臼无嚣夕 困元件霹豢接驱动l e d 各位独立控制译码不译码及清豫和闲烁璃往 循环左移循环右移指令 具有段寻址搬令方便控制独立l e d 6 4 筵键盘控镧器雨含去辩霸邀蘧 由于增加一片z l g 7 2 8 9 ，可以以少量成本而使整个系统的效率提高，提高 显示及按键处理的质魑，简化软件设计，所以缀考虑决定选用z l g 7 2 8 9 。 甄g 7 2 8 9 a 采用审萼亍方式与徽处理器通讯，审行数据从d a t a 引脚遴入芯 片，并豳c l k 端同步。当片选信号变为低电乎赢，d a t a 引瓣上的数据在c l k 引脚的上升沿被写入z l g 7 2 8 9 a 的缓冲寄存嚣。 z l g 7 2 8 9 a 的揩令结构有三种类型：1 不带数据的纯指令，指令的宽度为8 拿b i t ，郄徽经理嚣霖发送8 个c l k 躲净。2 。繁有数蕹夔豢令，宽凄为1 6 个 b i t ，即微处理器需发送1 6 个c l k 脉冲。3 读取键盘数据指令，宽度为1 6 个 b i t ，前8 个为微处理器发送到z l g 7 2 8 9 a 的指令，后8 个b i t 为z l g 7 2 8 9 a 返馨懿键盘饯羁。技行此 舞令时，z l g 7 2 8 9 a 的d a t a 蠛在第9 个c l k 脓冲 的上升沿变为输出状态，并与第1 6 个弥冲的f 簿沿恢复为输入获态，等德接收 r 一个指令。 串行接口的时序如图2 1 3 颂土论文 汽车行驶记录仪 1 姥拯冷 鹳 。一 。厂 ( x x 8 娉，麓 一t 辩一叫嚣 ：囝。n nr 。n n 门n 州1 2 * 一 2 、带敷器攒夺 黼 r 一w 鼍一 c l k 门门n n 门j 飞一 d a t a o ( ) 二汇二k ) t 二卜 ，j 、，。j l 位拯冷( 囊位巷曩一s 豫羲蠢谪位在曾 战l n d a t a 勺 一舔p _ 嚣静_ n 门门n 门厂 强一o 1 斗一 c x 二碌- 1 “i 廿 、， 演赣纛精冷憾，鸯位在警，# 1 9 7 2 8 9 a 糖精竹冀蠢代辑傅憧。蠢俄密藿 辫2 。1 3z l g 7 2 8 9 戆串牙接瓣辩序 z l g 7 2 8 9 a 的控制指令分为二大类纯指令和带有数据阿指令 1 纯指令 ( 1 ) 复位淆涂捂令 i d 7d 6d 5d 4d 3d 2d ld o i 1olooloo 硕士论文 汽车行驶记录仪 当z l g 7 2 8 9 a 收到该指令后将所有的显示清除所有设置的字符消隐闪烁等 属性也被一起清除 执行该攒令后芯片灏处静获态与系绞上电五骚处瓣状态一撑 ( 2 ) 测试指令 i d 7d 6d 5d 4 d 3d 2d l d 0 l - ol1 】l1 l 该蠢令馁掰有静l e d 全韶点亮荠鲶子闪烁状态主要耀予溅试 ( 3 ) 左穆指令 l d 7d 6d 5d 4 d 3d 2d 1d o l 10l00 0ol 使所有的显示自右向左从第1 位向第8 位移动位包括处于消隐状态的照 示位但对各位所设 置匏满隐及阂羝震毪不变移动后最右边一位为空无显示翻翔辍攫示为 其中第2 位2 和第4 位4 为闪烁照示执行了左移指令后显示变为 第二位3 和第四位5 为闪烁显示 ( 4 ) 右移指令 i d 7d 6d 5d 4d 3d 2d l d 0 | t olooooo 与左移指令类似但所做移动为自左向右从第8 位向第1 位移动移动后 最左边一位为空 ( 5 ) 疆嚣左移摆令 f d 7d 6d 5d 4d 3d 2d ld o l0100ol 1 与左移掺令类 娃不同之处在于移动瑟器最左边一位第8 位懿瘫骞显示 予最右位蒹1 位在 上例中执行完循环左移指令后的最示为 第二位3 稻第霾位5 为闲泺显示 ( 6 ) 循环右移指令 | d 7 d 6d 5d 4d 3d 2d l d 0 l | 0l0 oo1e 皇望望塑_ 一 垫篓堑璧婆耋墼 弓循环左移指令炎似但移动方向相反 2 繁畜数据蛉指令 ( 1 ) 下载数据酲按方式0 译码 i d 7d 6d 5d 4d 3 d 2d 1d 0 l tooooa 2 a la 0 i d 7d 6d 5d 4d 3d 2 d 1d o ， d pxx xd 3d 2d l d o x = 无影响 命令由二个字节组成前半部分为指令其中a 2a la o 为位地址具体分配如 下恩示位编号 请参阕典堑应联电路鹜 a 2a 1a 0显示位 ooot ool2 01o3 ol】4 lo05 l016 llo7 iii8 j d od 3 为数据收到此指令时，z l 0 7 2 8 9 a 按以下规则( 译码方式0 ) 进行 译码，如下表 ld o 3 ( 十六逶翻) d 3d 2d ld o7 段显示 0 0 ho0ooo o l ho0ol1 0 2 重0olo2 0 3 hooll3 0 4 holoo4 0 5 1 folol5 0 6 h0ll06 鎏圭婆薹 塞墨笪墼笙墨堡 【0 7 h ol l17 0 8 王l oo0 8 0 9 h1o 01 0 o a hlo10 0 b hlolle o c h1l 00h 0 d h11 01l 0 e h1ll0p o f hll1l 空无显示 小数点的显示由d p 位控制，d p = i 时小数点显示，d p = 0 时小数点不 显示。 ( 2 ) f 载数据登按方式1 译码 l d 7d 6d 5d 4d 3d 2d 1d o r t1001a 2a la 0 l ；d 了d 唾d 5d 4d 3 d 皇d l0 0 f d pxxxd 3d 2d 1d o x = 无影响 此糖令与上一条撂令基本稳阕，腰不同鳇怒译码方式，该摆令的译磷按下表 进行： d 呐d 3 ( 十六进制) d 3d 2d 1d o7 段显示 0 0 hoooo0 o h000l 0 2 h00l02 0 3 h0o1l3 0 4 0l0o 4 0 5 h ol0l5 0 6 h01106 0 7 holll7 0 8 hlooo8 0 9 hlo019 o a hlo1oa 0 b 壬lollb 1 0 c h11o0c 1 9 颈 。论义汽车行驶记录搜 0 d hl1o1d l 1 0 e hllloe ! l 0 f h11llfi i d 7 d 6d 5d 4d 3d 2d ld o l ； 0ol0 a 2a 1 a o 【d 7 d 6d 5d 4d 3d 2d ld 0 i d pa bedefg 其中a 2a la o 为位地址( 参见下载数据且译码指令) ，a - g 和d p 为疆示数 据，分别对应7 段l e d 数码管的备段。数码管备段的定义见下图。当相应的数 据使为“l ”时，该段点亮，否则不亮。 d 7d 6 d 5d 4d 3 d 2d 1d o 1 oo0l ooo i d 7d 6 d 5d 4d 3d 2d 1 d 0 ld 8d 7 d 6d 5d 4d 3d 2 d l 此命令控制各个数码管的消隐属性。d l d 8 分别对应数褥l 一8 ，o = n 烁，l 一不闪烁。开椒后缺省的状态为各位均不闪烁。 i d 7d 6 d sd 4d 3d 2d l d o l t 00l l000 d