基于LPC2104型CPU的汽車(chē)行駛記錄儀
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本記錄儀采用帶ARM7內(nèi)核的LPC2104型CPU作為主控機(jī)，大容量閃速存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)載體，帶有精確的時(shí)鐘電路，利用高精度A/D轉(zhuǎn)換器采集汽車(chē)傳感器轉(zhuǎn)換的模擬量，并直接記錄汽車(chē)信號(hào)燈等的各種開(kāi)關(guān)量。同時(shí)利用串口實(shí)現(xiàn)與微機(jī)的數(shù)據(jù)通信，把汽車(chē)行駛記錄低度的信息以二進(jìn)制文件的形式存儲(chǔ)到硬盤(pán)上。
1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的總體框架如圖1所示。帶ARM7內(nèi)核的LPC2104型CPU是汽車(chē)行駛記錄儀的核心，整個(gè)系統(tǒng)由信息采集模塊、信息處理及存儲(chǔ)模塊和串口通信模塊組成。
LPC2104是Philips公司生產(chǎn)的一款支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的ARM7TDMI-S CPU，內(nèi)部集成有與片內(nèi)存儲(chǔ)器控制器接口的ARM7局部總線、與中斷控制器接口的AMBA高性能總線（AHB）和連接片內(nèi)外設(shè)功能的VLSI外設(shè)總線（VPB，ARM，AMBA總線的兼容超大規(guī)模集成電路），并嵌入了128KB高速Flash存儲(chǔ)器。LPC2104將ARM7TDMI-S配置為小端（Iittle-endian）字節(jié)順序，具有封裝小、功耗低、多個(gè)32位定時(shí)器、多種總線接口及多達(dá)9個(gè)外部中斷等優(yōu)點(diǎn)，非常適合作為汽車(chē)行駛記錄儀的主控CPU。同時(shí)，LPC2104還具有128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)，從而使得32位代碼能夠在最大時(shí)鐘頻率下運(yùn)行。
2 信息采集模塊設(shè)計(jì)
汽車(chē)行駛記錄儀要求實(shí)時(shí)記錄車(chē)輛行駛的各種狀態(tài)信息，因此本系統(tǒng)將信息采集模塊分為開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集模塊、模擬量數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)鐘數(shù)據(jù)采集模塊。
2.1 開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集模塊
該模塊利用74LS165型并行輸入8位移位寄存器擴(kuò)展16位并行輸入口，其硬件電路如圖2所示。其中利用LPC2104的3根I/O口線擴(kuò)展為16位的輸入口線，圖中由2片74LS165串接擴(kuò)展16位的輸入線，CLK為時(shí)鐘脈沖輸入端，D0-D7為并行輸入端，前級(jí)的數(shù)據(jù)輸出端QH與后級(jí)的信號(hào)輸入端SIN相連，S/L為低電平時(shí)，允許并行置入數(shù)據(jù)，S/L為高電平時(shí)允許串行移位。這樣左右方向燈、前車(chē)燈、開(kāi)門(mén)信號(hào)、剎車(chē)燈信號(hào)等16路開(kāi)關(guān)量經(jīng)過(guò)光電耦合器隔離后并行輸入到2片74LS165中，再經(jīng)74LS165轉(zhuǎn)換后，串行輸出給LPC2104進(jìn)行處理。
2.2 模擬量數(shù)據(jù)采集模塊
在進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)采集時(shí)，水溫、水位等8路傳感器采集的信號(hào)先經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)調(diào)理環(huán)節(jié)，將其整定在A/D轉(zhuǎn)換器參考電壓Vref決定的滿量程輸入電壓信號(hào)以內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。該模塊采用美國(guó)德州儀器公司推出的TLC0838型8路8位逐次逼近型模、數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣頻率為100kHz，與外部通信采用SPI總線接口。LPC2104通過(guò)其內(nèi)嵌的SPI總線接口與TLC0838進(jìn)行通信，其硬件電路如圖3所示。其中SCK為SPI主機(jī)輸入或從機(jī)輸入的時(shí)鐘，MOSI為SPI主機(jī)到從機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，MISO為SPI從機(jī)到主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，SSEL為SPI從機(jī)選擇。
評(píng)論