汽车行驶状态记录仪的研究毕业设计论文(2)

对相关位进行设置，可使系统具有周期中断、闹钟中断、更新结束中断功能，可控方波的输出，可控制时间的显示模块，并可自动执行夏令时制。寄存器C的主要功能是提供中断请求、周期中断、闹铃中断以及更新结束中断标志，以提供CPU查询。寄存器D的主要功能是提供有效RAM和时间标志。该标志位出厂前由DALLAS公司置状态1.这一位不可写，应该读出为1。如果出现0，表明内部电池耗尽。

DS12887采用数据与地址总线复用，选择INTEL模式与8031总线连接。AS是DS12887的地址使能端口，它与8031的ALE相连实现数据与地址总线复用。其各引脚接口电路如2-3所示[4]。

图2-3 系统时钟引脚接口电路

2.5 看门狗电路的设计

考虑到单片机处于实际工作时电池和其他干扰造成单片机的不稳定，引起程序乱飞，可能会使程序陷入死循环。指令冗余和软件陷阱技术不能使失控的程序摆脱死循环的困境，这时系统将完全瘫痪。如果操作人员在场，可按下人工复位按钮，强制系统复位。但操作人员不可能一直监视着系统，即使监视着系统，也往往是在引起不良后果之后才进行人工复位。故采用硬件MAX813L看门狗电路，可以实现不用人来监视，就能使系统摆脱死循环，重新执行正常的程序。

“看门狗”技术是使用一个计数器来不断计数，监视程序循环运行。若发现时间超过已知的循环设定时间，则认为系统陷入了死循环，这时计数器溢出，然后强迫系统复位，在复位入口0000H处安排一段出错处理程序，使系统运行进入正轨。

另外，在单片机系统运行时，有可能会发生电源掉电的意外情况，一些重要的数据可能丢失。这时要求系统应首先检测到电源的变化，然后通过切换电路把备用电池接入

系统，以保护RAM中的数据不丢失。MAX813L的接口电路如2-5所示。

图2-5 MAX813L的接口电路

当电源电压降至4.65V以下，即产生复位。该器件能提供多种功能。在上电、掉电期间及在电压降低的情况下可产生一个复位信号。此外，MAX813L带有一个1.6秒的看门狗定时器。WDI是看门狗输入，它控制内部看门狗定时器。WDI端保持高电平或低电平达1.6秒可使内部定时器完成计数，并将WDI变为低电平。将WDI悬空或连接一个高阻

WDI抗三态缓冲器将禁止看门狗功能。内部看门狗定时器清零的条件有三种：发生复位；

处于三态；或WDI检测到一个上升沿或下降沿。WDO是看门狗输出。当内部看门狗定时器超时1.6秒时，WDO拉至低电平，并直到看门狗被清零才变为高电平。此外，当Vcc低于复位门限时，WDO保持低电平。WDO没有最小脉冲宽度，只要Vcc超过复位门限，WDO就变为高电平而没有延迟。RESET是高电平有效的复位输出。MAX813L只有一个RESET输出。复位信号用来按已知状态启动 P/ C，一旦 P/ C处于未知状态，就将系统复位。MAX813L仅有一个高电平有效的复位输出。当Vcc小于1.2伏时，RESET保证为低电平。在上电期间，RESET保持低电平直到电源电压升至复位门限以上。在超过此门限后，RESET为高电平大约200ms。在掉电期间，当Vcc降至复位门限以下时，RESET变为低电平，并在Vcc大于1.2V时保证低于0.4V。在Vcc降至复位门限电压以下时，即处于降压的情况下，RESET变为低电平。如果在已开始的复位脉冲期间电压下降，则该脉冲至

少再持续140ms。将WDO连至MR可使看门狗超时产生复位。当需要高电平有效的复位时，应该使用MAX813L。MAX813L内的看门狗定时器监控 P/ C的工作。如果在1.6秒内未检测到其工作，内部定时器将使看门狗输出WDO处于低电平状态。WDO将保持低电平直到在WDI检测到 P/ C的工作。如果将WDI悬空或连接到一个三态电路，看门狗的功能则被禁止，即被清零且不计数。如果产生复位信号，看门狗定时器也会被禁止。当复位信号无效且WDI输入检测到短至50ns的高电平或低电平跳变时，看门狗定时器将开始1.6秒的计数。WDI端的跳变会复位看门狗定时器并启动一次新的计数周期。一旦电源电压Vcc将至复位门限以下，WDO也将变为低电平并保持该状态。只要Vcc升至该门限以上，WDO就变为高电平。对于WDO不存在小脉冲宽度，因为它是对于复位输出而言的。如果WDI悬空，WDO将有必要作为一个低功耗输出指示器[5]。

2.6 数据储存系统硬件设计

黑匣子模块中使用传感器采集数据并将数据存储起来，而8031不能满足要求，故要扩展存储器。所以外扩了1片62128数据存储器，该存储器以其存储电路以双稳态触发器为基础，状态稳定，只要不掉电，信息就不会丢失。优点是不需刷新，缺点是集成度低。和1片27128程序存储器，该存储器能够重复擦写所以被广泛应用。这种存储器利用编程器写入后，信息可长久保持，因此可作为只读存储器。当其内容需要变更时，可利用擦抹器（由紫外线灯照射）将其擦除，各单位内容复原为FFH，再根据需要，利用EPROM编程器编程，因此这种芯片可反复使用。

2.7 通讯口设计

2.7.1 RS232通讯口设计

由于TTL电平和RS232电平互不兼容，所以两者对接时，必须进行电平转换。单片机的电平采取的是TTL电平(O～0.2为逻辑“0”，2～5V为逻辑“1”)，RS232标准规定逻辑“O”为+5～+15V之间，逻辑“l”为-5～-15V之间。

MAXIM公司的MAX200-MAX211/MAX213，MAX232/MAX233，MAX3222/MAX3223系列接收/发送在RS232通信接口中日益得到广泛应用，他们具有功耗低，工作电源由单电源的，也有多电源的，波特率高达120KPS，外接电容0.1～1 F可选，具有多种封装形式，接

收器输出为三态TTL/CMOS等优越性，MAX232CPE为双组RS232接收发送器，工作电源为+5V, 0.1 F的电容，其市场价格低，主要由三部分组成：电压倍增器，RS232发送器，RS接收器。

RS232发送器的输入TTL/CMOS电平，当MAX232CPE地工作电压为+5V，而RS232接收端负载位5K ，发送器输出电压为±8V左右。MAX232CPE由两个发送器，如只用其中一个发送器，另一发送器的输入，输出端可以悬空由图可见，发送器内置400K 上拉电阻，当输入端悬空时，被上拉至VCC，经反向器，输出端为低电平，上拉电阻耗电为1.5 F，所以悬空时的功耗很低。

RS232接收器输入RS232电平，输出TTL/CMOS电平，不使用的接收器输入，输出端可以悬空，其输入端内置5K 下拉电阻，当输入端悬空时被下拉至地，经反向器输出端为高电平，如图2-6所示。

图2-6 RS232电平转换电路

串行口数据通信主要有两个技术问题。一个是数据传送，另一个是数据转换。数据传送主要解决传送中的标准、格式及工作方式等问题；而数据转换是指数据的串并行转换。因为在计算机中使用的数据都是并行数据，因此在发送端，要把并行数据转换成为串行数据；而在接收端，却要把接到的串行数据转换为并行数据。

数据转换有串行接口电路实现，这种电路也称之为通用异步接收发生器（UART）。从理论上说，一个UART应包括发送器电路、接收器和控制电路等内容。在单片机芯片中，UART以集成在其中，作为其组成部分，构成一个串行口。

在本系统中，以工作方式2进行串行数据通信，其波特率为9600。计数初值的计算公式如式2-2。

fosc (2smod) X 256 （2-2） 384 波特率

其中smod为PCON寄存器最高位的值，其值为1或0。

其通讯接口设计如图2-7所示。

图2-7 通讯口接口电路

双机通信协议控制字

FD：数据采集系统与数据存储系统通讯正常或接收数据正确确认控制字。 FC：数据采集系统传输的数据位速度数据。

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