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多功能汽车行驶状态记录仪的设计
来源:本站整理  作者:佚名  2010-04-15 16:47:57



  在该记录仪中,将语音报警内容分为64段,在放音时可进行自由组合。

  2.5 实时时钟

  为了能准确记录数据的采样时间,该记录仪采用了具有SPI接口的串行时钟芯片MAX6902。MAX6902可工作在+2V~+5.5V的宽电源范围内,封装为SOT23-8,片内具有31B SRAM,具有体积小、外围电路简单、运行稳定性好、精度高、功耗低等优点,可满足记录仪对时间的要求。

  2.6 数据存储

  由于要记录的数据量比较大,因此记录仪要求具有掉电记忆的大容量存储器。通过比较采用了ATMEL公司生产的Flash存储器AT45DB081B。 AT5DB081B为串行接口;采用SPI接口的0~3方式与C8051F005单片机进行通信,几乎无需外接元器件,集成度高,数据存储量大,数据掉电保存;工作电压为3.3V,工作电流为4mA(待机状态下仅为2μA);其主存共4096页,每页264B,总容量为1056KB(约合8Mb),存放在主存中的数据掉电不丢失。除了主存以外,AT45DB081B还有2个容量为264B的数据缓存,缓存可以用作主存与外部进行数据交换时的缓冲区域,也可以暂存一些临时数据,缓存读写方便迅速,但掉电数据会丢失。AT45DB081B数据读写采用串行方式,读写速度快,从页到缓存的传输时间为80μs左右,并且兼容CMOS和TTL电平的输入、输出。

  ISD4004-16、MAX6902、AT45DB081B与C8051F005单片机的接口原理图如图4所示。

接口原理图

2.7 防拆卸设计

  为了防止记录仪被非法拆开,系统采取了防拆卸设计。正常状态下一弹簧将一按键开关压下,该开关闭合;当记录仪外壳被拆开时,弹簧弹起,按键开关断开。通过单片机的I/O口定时读取该开关的状态及记录开关状态的变化并报警。

  3 软件设计

  系统软件主要完成两方面的功能:(1)实现汽车行驶状态的实时检测和记录,检测到故障时声光报警。(2)将记录数据通过RS232口上传到上位机,以便进行日常管理和事故诊断。

  软件的设计完全按照结构化的程序设计方案,将整个程序按照功能分为若干个程序模块,以方便调试和检查。采用Keil C51语言编程。本设计中的软件在KeilμVision2 V2.05集成环境中编辑、编译、连接、调试后,直接通过JTAG接口将程序下载到C8051F005单片机中(ISP)。程序主要包括:主程序、模拟量采集程序、开关量采集程序、脉冲量采集程序、数据存储程序、时钟处理程序、故障处理程序、语音报警程序及串口通信程序等。

4 系统可靠性设计

  作为汽车行驶状态记录仪,由于汽车内的工作环境十分恶劣。因此如何保证系统的稳定性和可靠性至关重要。

  尽管系统硬件经过了精心设计,如多层印制板、可靠的元器件选择、输入输出的光耦隔离、电源输入和输出滤波器的采用、硬件看门狗等,起到了很强的抗干扰作用;但是由于记录仪的工作环境是比较复杂的.要保证系统的绝对可靠运行,上述措施还是不够的,还需要从软件设计上进行通盘考虑,以增强系统的综合抗干扰能力。

  系统遇到干扰的直接结果是程序跑飞。在软件设计中.主要从软件的模块化设计和事件驱动方式、指令冗余和软件陷阱、软件重要变量的多重拷贝、软件的可重入设计和数字滤波等方面进行了考虑,以增强系统的综合抗干扰能力。实践证明这些措施都取得了较好的效果。


  该记录仪严格遵循汽车电子产品的要求,充分考虑了车内环境(如电磁干扰、振动、温度、湿度等),在电路原理设计、电子元器件选择、结构设计、接插件选择等各个步骤上均严格按照相应的电子设备标准,并已通过各项环境测试。自投入运行以来,取得了良好的效果,完全能满足汽车行驶数据实时记录的需要。

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