CAN總線行車記錄儀設(shè)計

(2)單片機和液晶單獨供電。主電源正常工作時，整個系統(tǒng)的電源由主電源供給，一旦主電源掉電，備用電池只給單片機供電，供單片機完成關(guān)閉文件處理，而液晶因掉電而不工作。因液晶的功耗較大而備份電池電力有限，此種分開2路的供電方式不但能提供關(guān)閉文件的電源需要，而且還節(jié)約了電池電力。

當(dāng)然，備份電池不可能長時間使用，只能用于系統(tǒng)緊急關(guān)閉文件處理，為此設(shè)計了電源檢測信號，一旦檢測出主電源掉電，既啟用蜂鳴器和發(fā)光二極管來提醒用戶電源供電不正常，需工作人員檢查記錄儀電源接頭。

2.5 CI-I375接口電路模塊

本系統(tǒng)中的USB 接口芯片選用的南京沁恒電子公司的CH375，該芯片支持主機方式和設(shè)備方式.它具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機的系統(tǒng)總線上。還內(nèi)置了處理Mass—Storage海量存儲設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，外部單片機可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫u盤。

讀選通信號RD#、寫選通信號WR#、片選信號CS#均是輸入信號且低電平有效，CS#是中斷請求輸出信號，也是低電平有效。而A0信號用來區(qū)分命令和數(shù)據(jù)，當(dāng)A0=1時可以寫命令，當(dāng)A0=0時可以讀寫數(shù)據(jù)，8位雙向數(shù)據(jù)總線與單片機的PA端口(PA0-PA7)相連，并口傳輸。其硬件上支持自動檢測 USB設(shè)備連接功能，在主機方式下正常連接時，其ACT#腳輸出低電平，因此使ACT# I腳外接上拉電阻并串聯(lián)一發(fā)光二極管，可用來標示USB設(shè)備是否正常連接。

在布PCB時，盡量使7805芯片布在板子邊緣且散熱比較好的地方，并且遠離液晶屏幕。因為在實際過程中，經(jīng)過測試，7805芯片產(chǎn)生大量的熱量，如果長時間使用并且靠近液晶屏幕，將會影響液晶的顯示效果。另外，盡量使電源模塊的發(fā)光二極管靠近電源接口，USB模塊的發(fā)光二極管靠近USB模塊，并且以顏色區(qū)分開，方便用戶觀察。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

在軟件設(shè)計方面采用模塊化設(shè)計思想和中斷調(diào)用方案，系統(tǒng)上電后首先進行初始化，對 CAN總線上的信息采用中斷方式接收，由XGATE處理中斷程序，系統(tǒng)每接收一幀信息，便產(chǎn)生一次中斷來觸發(fā)微處理器進入中斷，在中斷服務(wù)程序中讀取該幀數(shù)據(jù)并暫存在緩存里。此緩存是XGATE和CPU共享的，由于通過CH375讀寫u盤的數(shù)據(jù)單位是一個扇區(qū)，所以本系統(tǒng)將緩存設(shè)置為一個扇區(qū) (512Byte)，當(dāng)緩存滿時，由主程序?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到U盤中。

系統(tǒng)軟件部分主要功能模塊包括：主程序模塊，初始化模塊，中斷處理模塊。

3.1 主程序設(shè)計

主程序流程圖如圖3所示。

由流程圖3可看出，在整個程序運行期間，采用查詢的方式來檢測電源是否掉電。由于車內(nèi)CAN 信號發(fā)包頻率均為幾十毫秒，如果液晶屏實時顯示數(shù)據(jù)的話，屏幕刷新太快，不易于觀察，因此本系統(tǒng)設(shè)置當(dāng)緩存接收滿時，刷新一次屏幕數(shù)據(jù)，這樣的刷新頻率足以滿足用戶的需要，無論存儲開關(guān)是否閉和，液晶屏均提供顯示服務(wù)。記錄過程中突然掉電或者用戶斷開存儲開關(guān)，都將導(dǎo)致當(dāng)前所記錄文件的關(guān)閉，即修改文件指針和文件長度等與文件系統(tǒng)相關(guān)的處理。

圖3 主程序流程

3.2 初始化模塊

(1)CAN模塊的初始化

對 CAN控制器的初始化設(shè)計是重點，必須對寫入的每個寄存器進行仔細全面的考慮，如果初始化沒成功，系統(tǒng)將無法正常工作。本記錄儀實質(zhì)上是作為整個CAN 網(wǎng)絡(luò)的一個增加節(jié)點參與通信，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有CAN節(jié)點必須同步。要進行CAN模塊的初始化，首先必須進入初始化模式，通過設(shè)置IN— ITRQ(CANCTLO)位發(fā)起請求，并得到INITAK(CANCTL1)的回應(yīng)后，MSCAN進入初始化模式。在此模式下，通常是對CAN一 BTR0、CANBTR1、CANIDAR、CANIDMR等寄存器進行配置。CANBTR0決定波特率預(yù)分頻和同步跳轉(zhuǎn)寬度的數(shù)值，CAN—BTR1決定周期的寬度、采樣點的位置以及在每個采樣點進行采樣的次數(shù)，根據(jù)具體CAN總線通信速率設(shè)置適當(dāng)?shù)闹怠ANIDAR、CANIDMR共同決定哪些ID 幀需要接收，在本系統(tǒng)中，CAN總線記錄儀的目的是接收CAN線數(shù)據(jù)全部報文，因而設(shè)置CANIDMR為0xFFh，即所有位都不屏蔽，所有的幀都接收。將需要配置的寄存器設(shè)置好后，需退出初始化模式，參與CAN總線通信。

(2)CH375的初始化

主要是設(shè)置USB的工作模式，通過CH375提供的SETUSB MODE命令，設(shè)置其工作模式代碼為06H，即USB主機方式下，自動檢測USB設(shè)備是否連接，當(dāng)USB設(shè)備連接或者斷開時都會產(chǎn)生中斷通知外部單片機，并自動定時產(chǎn)生USB幀周期開始包SOF發(fā)送給已經(jīng)連接的USB設(shè)備。通常情況下，設(shè)置USB工作模式在20微秒時間內(nèi)完成，完成后輸出操作狀態(tài)。通過讀 PA端口得到操作狀態(tài)，查看是否設(shè)置成功。如不成功，表明CH375出錯，例如芯片型號錯或者處于串口方式或者不支持，則無法進行u盤的讀寫。

3.3 中斷處理模塊

中斷模塊即接受中斷，由于本系統(tǒng)設(shè)置所有的幀都被接收，因而必須在中斷處理函數(shù)里對接收到的幀進行判斷，并進行“解碼”?，F(xiàn)就實例來詳細說明“解碼”的過程，如表1所示，列舉了A5車內(nèi)2個重要的CAN消息，其ID均是采用標準格式 (11位)，數(shù)據(jù)單元占64位(8字節(jié))。中斷接收到數(shù)據(jù)幀后，首先取其ID號，對于標準幀格式來說，IDRO存放的是IDIO~ID3，IDR1的高3 位存放的是ID2～ID0，因此ID號=(IDR03)l(IDRI>>5)，其中ID號設(shè)置為int型變量。得到ID號后，將根據(jù)消息列表進行消息解碼，例如，假設(shè)取得的ID號是0xFA，這是來自發(fā)動機控制單元EMS(enginemanagement system)的消息幀，我們將從它的64位數(shù)據(jù)單元中取出所關(guān)心的數(shù)據(jù)，其中64位數(shù)據(jù)在結(jié)果寄存器DSR0-DSR7中的存放順序如表2所示。假設(shè)我們從此幀中取出如下3個數(shù)據(jù)：Engine speedRPM，M eanEfectiveTorque，DriveRequest。

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