汽車行駛狀態(tài)記錄儀的研究與實(shí)現(xiàn)

摘  要

汽車行駛記錄儀是一種特殊的數(shù)字式電子記錄裝置，它可以對(duì)車輛行駛速度、時(shí)間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其他狀態(tài)信息進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，然后通過USB和RS232接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出。汽車行駛記錄儀的使用不僅可以遏止交通違章、約束駕駛員不良駕駛習(xí)慣，而且可以有效地預(yù)防道路交通事故的發(fā)生，并為執(zhí)法人員進(jìn)行事故的分析、處理提供科學(xué)、忠實(shí)的原始數(shù)據(jù)，因此在交通運(yùn)輸管理中發(fā)揮著十分重要的作用。針對(duì)目前汽車行駛記錄儀的研究現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于51單片機(jī)的汽車行駛記錄儀，該汽車行駛記錄儀具有實(shí)時(shí)性好、可靠性高、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。

本文首先介紹了汽車行駛記錄儀的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了記錄儀系統(tǒng)需求，制定了記錄儀由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)和通信接口子系統(tǒng)三部分構(gòu)成的總體結(jié)構(gòu)。

然后介紹了記錄儀系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體闡述了各個(gè)功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。這些功能模塊主要包括：電源，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)通訊和人機(jī)交互。

最后在軟件設(shè)計(jì)部分，根據(jù)記錄儀各個(gè)模塊的功能，詳細(xì)描述了記錄儀系統(tǒng)各個(gè)任務(wù)的設(shè)計(jì)流程。重點(diǎn)描述了USB通信的實(shí)現(xiàn)：利用SL811HST實(shí)現(xiàn)USB HOST功能，通過優(yōu)盤方便快捷地讀取記錄儀中數(shù)據(jù)，然后再由PC軟件進(jìn)行分析。對(duì)USB HOST中的關(guān)鍵技術(shù)：USB設(shè)備枚舉、BulkeOnly傳輸協(xié)議以及FAT16文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)做了較詳細(xì)的說明。

在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)均采用了抗干擾措施，提高了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。

在本文最后對(duì)所做的工作進(jìn)行了總結(jié)，并提出本次設(shè)計(jì)需要改進(jìn)之處及對(duì)汽車行駛記錄儀未來的展望。

關(guān)鍵詞：汽車行駛記錄儀；單片機(jī)；C51；USB；固件編程

Abstract

...

Keywords: Vehicle Traveling Data Recorder; Single Chip Microcomputer; C51; USB; Firmware Programming.

目  錄

題目：汽車行駛狀態(tài)記錄儀的研究與實(shí)現(xiàn)0

摘  要I

AbstractII

目  錄III

第一章 緒論1

1.1國(guó)內(nèi)外汽車行駛記錄儀發(fā)展的狀況1

1.2本課題的目的和意義2

1.3本課題的目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容2

1.3.1 課題的總體目標(biāo)2

1.3.2 研究的主要內(nèi)容3

第二章 汽車行駛記錄儀總體方案設(shè)計(jì)4

2.1儀器的功能要求及技術(shù)性能指標(biāo)4

2.1.1電氣性能要求4

2.1.2記錄儀的功能要求及技術(shù)性能指標(biāo)4

2.1.3數(shù)據(jù)安全性5

2.1.4氣候環(huán)境適應(yīng)性5

2.1.5機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性5

2.1.6抗汽車電點(diǎn)火干擾5

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5

2.2.1 主板的功能與設(shè)計(jì)6

2.2.2 面板的功能與設(shè)計(jì)7

第三章 汽車行駛記錄儀硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)8

3.1電源模塊8

3.1.1 電源模塊設(shè)計(jì)概述8

3.1.2 電源方案的選擇與論證8

3.1.3 電源模塊的設(shè)計(jì)10

3.2實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊12

3.2.1 SD2301B的硬件電路設(shè)計(jì)13

3.2.2 SD2301B的內(nèi)部寄存器14

3.2.3 SD2301B的軟件編程14

3.3數(shù)據(jù)采集18

3.3.1 信號(hào)的調(diào)理設(shè)計(jì)18

3.3.2 車輛狀態(tài)信號(hào)的采集20

3.4中央處理器20

3.4.1 中央處理器的選擇21

3.4.2 復(fù)位系統(tǒng)21

3.5 CPU的IO擴(kuò)展22

3.6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊23

3.6.1 存儲(chǔ)需求分析23

3.6.2 存儲(chǔ)器的選擇24

3.6.3 鐵電存儲(chǔ)器FM1808介紹和應(yīng)用電路設(shè)計(jì)25

3.6.4 數(shù)據(jù)閃存AT45DB041的電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用編程26

3.7 人機(jī)交互模塊32

3.7.1 LCD液晶顯示器33

3.7.2 鍵盤36

3.7.3 聲光提示37

3.8 通信模塊37

3.8.1 RS232接口38

3.8.2 USB接口38

3.9 抗干擾措施43

3.9.1硬件抗干擾設(shè)計(jì)43

3.9.2印刷電路板的抗干擾設(shè)計(jì)44

第四章 汽車行駛記錄儀軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)47

4.1 控制軟件功能簡(jiǎn)介47

4.2 控制軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)48

4.2.1 主機(jī)軟件的總體架構(gòu)48

4.2.2 數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)49

4.2.3 顯示子程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)54

4.2.4 主菜單的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)55

4.2.5 主程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)57

4.2.6 串行通信程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)58

4.3 USB的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)59

4.3.1 USB主機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)60

4.3.2 USB從機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)70

4.4系統(tǒng)軟件的抗干擾設(shè)計(jì)72

第五章 汽車行駛記錄儀的調(diào)試73

5.1靜態(tài)調(diào)試73

5.2硬件調(diào)試過程中遇到的問題和解決方法73

5.3軟件調(diào)試過程中遇到的問題和解決方法74

5.4整體調(diào)試74

第六章  總 結(jié)75

參 考 文 獻(xiàn)76

致    謝77