简述多功能汽车行驶状态记录仪的设计及其PCB抄板的应用

简述多功能汽车行驶状态记录仪的设计及其PCB抄板的应用

http://www.pcbcb.com 2009年04月20日15:04 PCB抄板网我要咨询

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　　关键词：PCB抄板汽车行驶状态记录仪软硬件设计系统可靠性设计

　　一种新产品如何快速地普为广大消费者所享有，并在短时间内突破其原有的技术瓶颈实现产品功能的升级，这应该是广大用户与电子工程师最为关心的问题了。而PCB抄板技术可帮您实现这一目的。PCB抄板，也就是将PCB电路板进行完整复制，以协助电子工程师进行产品技术解析、升级应用研究以及二次开发，是目前流行的产品仿制开发手段。它属于反向技术研究领域之一。

　　在汽车电子设备领域里，我们除了对其进行正向研究开发新产品，以适应社会不断快速变化的需求外，还可借助反向研究对进行克隆，从而掌握其设计思路，捕捉某些高端设计的闪光点，以协助电子工程师进行产品技术解析、升级应用研究以及二次开发，从而开发出更高端的产品。

　　本文主要介绍多功能汽车行驶状态记录仪的设计，我们可通过反向技术研究快速掌握其设计原理与组织架构，以促进电子产品的正向研究。

　　1 系统组成及主要功能

　　汽车行驶状态记录系统主要由汽车行驶状态记录仪、手持读码器和管理计算机组成。记录仪安装于汽车上，实时监测并记录车辆的行驶数据;手持读码器由掌上电脑和应用软件组成，用于控制和操作记录仪的运行及通过RS232 串行口对记录仪进行数据读取;管理计算机用于对原始记录数据进行统计、报表、存储及查询。

　　记录仪是整个系统的核心，其主要功能如下：

　　(1)可实时监测并记录汽车行驶的各种状态信息如时间、车速、怠速、超速、里程、车门开关、刹车状态、方向灯状态、近远光灯、引擎转速、引擎异常、机油压力、温度等。

　　(2)运行数据存储在大容量串行Flash存储器中，即使掉电，数据也不丢失。

　　(3)具有超时(疲劳)报警及记录功能，从而有效遏制司机疲劳行车，保证长途运输行车的安全。

　　(4)分级超速报警功能。用户可按需求设置三级限速，当车辆超速时，会接不同限速分级声光报警，从而有效遏制超速行车，保证行车安全。

　　(5)车牌号、车型号、限速值等数据可方便地通过手持读码器在线写入或修改。

　　(6)备有GPS接口，可方便地扩展GPS对时、通信、定位、信息服务等功能。

　　(7)具有与手持读码器和管理计算机通信的标准RS232接口。

　　(8)管理软件可统计分析任何时段的行车速度、行驶里程、停车次数、停车时间、超速次数、超速时间以及收、发车时问等，提供给管理人员关心的各种数据。

　　2 记录仪硬件设计

　　根据记录仪功能要求和工作特点.在设计时主要从运行可靠性、记录数据准确性及数据存储容量三方面考虑。记录仪结构框图如图1所示，主要包括单片机及其外围电路、电压量、电阻量、脉冲量及开关量采样电路、实时时钟电路、数据存储电路、声光报警电路、RS232通信接口电路及各种车用传感器等。

　　2.1 单片机

　　采用Cygnal公司生产的C8051F005单片机作为控制核心。在该记录仪中，PCA定时器阵列完成V/F变换脉冲计数;2个电压比较器实现蓄电池过压、欠压检测;利用片内温度传感器实现温度检测;I/0口实现开关量检测;SPI接口控制ISD4004一16芯片完成语音报警、实时时钟芯片 MAX6902时钟的读写以及数据存储芯片AT45DB081B的读写;片内RS232口将记录数据上传到上位机。由此可见，采用C8051F005单片机单个芯片即可完成系统的控制和检测，大大简化了系统硬件设计，显著降低了系统成本。

　　2.2 传感器选择

　　汽车内传感器的工作环境十分恶劣，因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受住从一40℃~+150℃的温度变化，而且要求精度高、可靠性好、反应快、抗干扰和抗振动能力强，才能准确地实时检测汽车运行的有关状态，并将这些状态转换成电信号供给单片机处理。

　　2.3 信号检测

　　汽车传感器输出信号一般为电压、电阻、脉冲信号及开关量等，下面分别介绍这些信号的检测方法。

　　2.3.1 电压信号

　　为了提高抗干扰能力和检测精度，先将电压信号经信号调理电路变换为0～5V的标准信号，再经V/F变换转换为脉冲量，经光耦隔离后通过C8051F005单片机的PCA阵列计数处理。V/F转换器的应用电路如图2所示，其中，将有源时钟振荡器输出的3MHz脉冲信号经74HC393四分频后作为AD652的外部时钟源。