基于can总线的行车记录仪设计与实现

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1、.基于CAN总线行车记录仪的设计与实现孙来军1,a,颜庭春2,b,刘建海3,c1黑龙江大学电子工程学院，黑龙江哈尔滨1500802黑龙江大学电子工程学院，黑龙江哈尔滨1500803黑龙江大学电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080asunlj@126.com,b1512432672@163.com,cliujh405@126.com摘要：设计了一种基于CAN总线的行车记录仪。介绍了以ATMEGA128单片机为核心原件，通过CAN总线获取车内重要数据，通过GPS获得车辆运行信息，用SPI方式读写SD卡存储数据。经验证，系统运行可靠稳定

2、，便于二次开发，应用范围广等特点。关键词：行车记录仪；CAN总线；ATMEGA128；GPS0前言行车记录仪是一种能够在车辆行驶的过程中实时记录下有关行驶信息的车载电子设备。它可以记录下行驶地点路径以及车况信号如速度、油温节气门开度或轮胎压力等。随着汽车电子技术的不断发展，汽车上的电子控制单元越来越多，例如电子燃油喷射装置，防抱死制动装置，电控门窗装置和主动悬架等。为适应汽车电子设备迅速增加的应用需要，控制器局域网CAN应运而生。CAN总线(CAN-bus)是一种串行多主站控制器局域网总线，其主要原理是把车辆上相关控制器都联系起来

3、，实现发动机控制器，变速箱控制器，ABS控制器，车身控制器，仪表及其它控制器的通信。本文探讨基于CAN总线的行车记录仪设计和实现，详细阐述了系统的整体结构、硬件电路设计、软件设计流程。所开发的行车记录仪用于在车辆行驶过程中实时采集汽车CAN总线数据信息和GPS数据，并将数据进行分析，提取有用信息存储在SD卡中，记录的数据用于分析车辆行驶性能以及各部件的运行情况，方便了标定和设计工作的进行。1行车记录仪的总体设计...行车记录仪的总体方案如图1所示。系统是由主控模块、存储模块、电源模块、CAN总线模块等、GPS模块组成，其中主控模块

4、采用ATMEGA128型单片机作为主控芯片，主要对数据进行解析、提取有用的信息，具有组织、调度各模块的功能；SD卡作为存储模块主要器件，用来将单片机提取出的信息进行存储；；电源模块主要采用LM2576稳压芯片，为系统提供稳定的直流5V电源；选择Philips公司的SJA1000CAN总线控制器和TJA1050CAN总线驱动器作为CAN总线模块核心部件，串接到汽车CAN总线网络中，用来接收CAN总线中所需要的信息；选择和芯星通公司生产的UM220（GPS北斗双系统）作为GPS核心部件，为系统提供车辆的速度，高度及地理位置等信息；通过

5、JTAG接口和ISP接口实现对单片机的熔丝的配置及程序的下载。行车记录仪的总体方案如图1所示。图1行车记录仪的总体方案2行车记录仪的硬件电路设计根据系统的整体结构，硬件电路主要有如下几大模块：主控制模块、存储模块、电源模块、CAN总线模块、GPS模块等。2.1主控制器模块设计主控模块选用ATmega128作为主控芯片。ATmega128是ATMEL公司生产的一款基于AVRRISC结构的低功耗COMS8位单片机，2路可编程的UART。AVR核将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起，通过一个AT-时钟周期内执行一条指令同时访问两个

6、独立的寄存器[3]。ATmega128单片机通过并口接收CAN总线控制器接收到的车辆信息，通过串口1接收GPS模块发来的NMEA数据，并将接收到的信息整理，提取到有用的信息并通过SPI方式写进SD卡中。...2.2存储模块电路设计选用SD卡作为行车记录仪的存储介质。SD卡(SecureDigitalMemoryCard)是一种基于Flash的新一代存储器，具有体积小、容量大、数据传输快、移动灵活、全性能好等优点，是许多便携式电子仪器理想的外部存储介质[2]。选择SPI方式实现ATMEAG128单片机与SD卡间的通信。SPI全称为“

7、SeriesPeripheralInterface”意为串行外设接口”，是一种全双工、3线数据同步传输的串行总线接口。主机通过将需要的从机的SS引脚拉低启动一次通讯过程。主机和从机将需要发送的数据放入相应的移位寄存器中。主机在SCK引脚上产生时钟脉冲以交换数据。主机的数据从主机的MOSI移出，从从机的MOSI移入；从机的数据从从机的MISO移出，从主机的MISO移入。SD卡为用户提供两种操作模式：SD模式和SPI模式。SPI模式下SD卡为主机提供了CS、SCLK、DI、DO四线接口。ATMEAG128单片机与SD卡的接口电路如图2

8、所示。图2ATMEGA128单片机与SD卡接口电路2.3电源电路模块设计选用LM2576_5.0为系统提供5V电压。LM2576_5.0稳压器是单片集成电路，能提过降压开关稳压器的各种功能，能驱动3A的负载，有优异的线性和负载调整能力。LM2576