基于嵌入式系统的汽车行驶记录仪的设计

造车网 http://www.zaoche168.com/ 2008年11月21日

        通过霍尔式车速传感器输出汽车的车速信号，由于传感器输出的信号不是标准的脉冲信号，故需要对该车速信号进行整形处理。车速信号先通过运算放大器OP2340进行信号的放大，然后通过施密特触发器74HC14把车速信号整形成脉冲信号，然后把该脉冲信号与微处理器的P0.11 CAP1.1引脚相连。通过定时器的脉冲捕获功能，可测量出脉冲信号的脉宽，经过运算可获得汽车的车速。通过对脉冲信号的计数，可得到汽车的里程。
        开关信号分别为：前照灯远光、前照灯近光、左转向开关、右转向开关、尾灯、倒车灯、汽车喇叭开关、刮水器开关、点火开关、制动开关、中央控制门锁、车门开关（驾驶员侧、前座乘客侧、后座左侧、后座右侧）。这15路开关量信号先经过TLP521光耦隔离后，再经过16路开关量信号检测芯片CD4067进行信号通道的选通，输出信号与LPC2292的P0.8 TXD1引脚相连。通过CD4067的 4个输入端依次进行这15路开关信号的通道选择，然后分别读取P0.8 TXD1引脚的状态，就可知道各路开关的状态。
        两路模拟量信号分别为冷却水温信号和节气门开度信号。由于冷却水温传感器、节气门传感器的输出信号均为电阻信号，故先把传感器输出的电阻信号转换为电压信号，经过4路运算放大器LM124对这两路电压信号整形，然后再把这两路信号输出到微处理器的模数转换引脚P0.27 ANT0、P0.28ANT1进行模数转换。
    2.4 存储器模块
        根据国家标准规定，汽车行驶记录仪中的数据应该包括2个部分：汽车实时数据(存放汽车发生事故前后的20 s时间内数据)；汽车历史数据(存放360 h内汽车和司机的行驶状况)。
        由于汽车的实时数据更新频繁，要求有较高的可靠性，在该课题中选用NOR型 flash存储器SST39VF1601作为数据存储器。该存储器是一个1Mⅹ16的CMOS多功能Flash MPF器件。SST39LF/VF160 具有高性能的字编程功能，字编程时间为 14us。该芯片有10,000个周期的耐用性和大于100年的数据保持时间，可广泛用于设计制造和测试等应用中。它的使用可显著增强系统的性能和可靠性，降低功耗。
    2.5 实时时钟模块
        汽车行驶记录仪需要对状态发生时对应的时间信息作相应的记录，以便后来的分析使用，所以需要详细的时间信息。LPC2292有内置的实时时钟RTC模块，但该模块不支持微控制器的断电模式，故需要对汽车行驶记录仪设计外部实时时钟模块。由于行驶记录仪对时间的实时性要求较高，并在系统断电时钟仍要运行，故选择具备掉电检测功能并且提供附加电池供电的时钟芯片DS1302。
        DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节的静态RAM，可通过串行接口与微控制器进行通信，同步串行通信时仅需要3个口线。其实时时钟/日历电路可提供秒、分、时、日、期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数可自动调整。该芯片工作时功耗低并支持备用电源供电。

      2.6 键盘操作模块
        由于LPC2292的GPIO口的引脚位置不连续，故该模块采用了ZLG7290来驱动4ⅹ4行列式小键盘。其中ZLG7290是I2C串行接口器件，能提供键盘中断信号，可以方便地与处理器相连。在4ⅹ4行列式小键盘上设置车速显示按键、里程显示按键、模拟量显示按键、USB数据传输按键、串口数据传输按键、驾驶员信息输入按键、时间的调整按键、打印输出按键。
    2.7 显示模块
        该系统中显示模块采用YLF240128点阵式液晶显示模块，被光源颜色为黄绿色，STN液晶屏。它的内嵌控制器为TOSHIBA公司的T6963C，外部显示存储器为32KB。该显示模块用于显示汽车行驶记录仪的显示瞬时车速、每分钟最高车速、每10 分钟内最高车速、时间、日期、总里程数、冷却水温度、节气门的位置等行驶数据信息。

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