基于A(yíng)VR單片機的自行車(chē)行車(chē)記錄儀，軟硬件協(xié)同

由以上工作原理可知，可以通過(guò)調節滑動(dòng)變阻器R3，從而來(lái)調節觸發(fā)電平。并且通過(guò)點(diǎn)亮燈LED1來(lái)指示信號的輸出。

改良后的霍爾傳感器信號輸出波形如圖3.5所示

圖3.5 霍爾傳感器輸出信號

霍爾傳感器信號輸出如上圖3.5可知，經(jīng)過(guò)改良后的霍爾傳感器能輸出一個(gè)單片機能識別的方波，并且可以通過(guò)調節滑動(dòng)變阻器R3來(lái)調節傳感器的觸發(fā)電平，同時(shí)通過(guò)指示燈LED1來(lái)指示信號的輸出，最主要達到了增強信號的可處理性的目的。

3.3 打印機

打印機在打印的時(shí)候需要大電流提供，而單片機的IO管腳最多只能提供20mA的電流，所以打印機在打印之前需要有額外的驅動(dòng)電路來(lái)提供打印需要的電流。打印機實(shí)物接口如下圖3.6所示

圖3.6 打印機實(shí)物接口

其中的信號接口如圖3.7所示

圖 3.7 打印機信號接口

打印機電機驅動(dòng)如下圖 3.8所示，打印機主要信號包括，電機驅動(dòng)信號：Motor(+)，4個(gè)打印針驅動(dòng)信號：(6,7,8,9)。

電機驅動(dòng)電路如下圖3.8所示

圖3.8 打印機電機驅動(dòng)

打印機電機驅動(dòng)如上圖3.8所示，信號由AVR_PRINT_ON腳輸入，高電平驅動(dòng)，當產(chǎn)生高電平時(shí)，通過(guò)三極管Q1驅動(dòng)打印機打印。

打印針的驅動(dòng)如下圖3.9所示

圖3.9 打印針驅動(dòng)

AVR_PRINT_A為信號輸入腳，低電平驅動(dòng)，當該腳為低電平時(shí)，通過(guò)三極管Q3和Q4驅動(dòng)打印針PRINT_A打印。

3.4 其它外圍電路

除了以上涉及核心電路外，其它比如時(shí)間顯示，數據存儲，溫度顯示等，都分別需要不同的硬件模塊提供支持。

3.4.1 時(shí)鐘模塊

這里時(shí)鐘采用了達拉斯的DS1302時(shí)鐘芯片，時(shí)鐘模塊電路圖如圖3.10所示

圖3.10 DS1302時(shí)鐘模塊

該模塊采用串行工作模式，通過(guò)SCLK(Signal Clock，信號時(shí)鐘)， I/O(Input And Output，輸入輸出信號)，RST(Reset 復位信號)三線(xiàn)控制芯片工作。

3.4.2 數據儲存模塊

數據存儲采用了ATMEL公司的24LC64 EEPROM(可編程電可擦除存儲芯片)，模塊電路圖如圖3.11所示

圖3.11 EEPROM存儲電路

該模塊采用的是標準的I2C總線(xiàn)模式，操作簡(jiǎn)單方便，總容量為64Kbit，8K字節，對于存儲記錄儀的參數是綽綽有余。

3.4.3 溫度傳感模塊

溫度傳感器采用的是達拉斯的DS18B20，單總線(xiàn)模式，溫度傳感器模塊電路圖如圖3.12所示

圖 3.12 溫度傳感器模塊

溫度傳感器模塊如上圖3.1所示，DS18B20采用的是單總線(xiàn)模式，該數字溫度傳感器最大的的特點(diǎn)是，只需一個(gè)IO管腳便可以控制其工作，并且該傳感器傳感溫度精確，最小可以精確到0.0625℃。

3.4.4 獨立按鍵模塊

獨立按鍵模塊是提供用戶(hù)來(lái)控制和使用UI界面，原理圖如下圖3.13所示

圖3.13 獨立按鍵電路

獨立按鍵電路如上圖3.13所示，每個(gè)按鍵按下時(shí)都會(huì )產(chǎn)生一個(gè)中斷，在設計嵌入式軟件時(shí)可以通過(guò)在按鍵中斷內判斷按鍵值，并且可以通過(guò)定時(shí)器去除抖動(dòng)，這種軟件設計可以避免軟件延時(shí)去抖，從而提高了整套軟件的運行效率。

4. 軟件系統設計

本套軟件主要實(shí)現自行車(chē)行車(chē)記錄的智能控制，其實(shí)現的功能主要有以下幾點(diǎn)：

顯示平均行車(chē)速度，實(shí)時(shí)行車(chē)速度，時(shí)間和溫度

記錄行車(chē)速度、行車(chē)總里程、單次行車(chē)里程

記錄總行車(chē)時(shí)間，單次行車(chē)時(shí)間

輪胎圓周設定，總里程初值設定

自動(dòng)關(guān)機，節電保護

行車(chē)統計信息打印

貪吃蛇小游戲

時(shí)間顯示和時(shí)間設置

4.1 軟件總體框架

軟件總體流程圖如下圖4.1所示

圖4.1 嵌入式軟件整體流程圖

4.2 軟件說(shuō)明

該嵌入式軟件設計的思想主要是模塊化的程序設計思想，其中需要驅動(dòng)的模塊主要有以下幾點(diǎn)：

DS1302時(shí)鐘模塊驅動(dòng)

DS18B20數字溫度傳感器模塊驅動(dòng)

24LC64 EEPROM存儲模塊驅動(dòng)

12864液晶顯示模塊驅動(dòng)

霍爾傳感器計速模塊驅動(dòng)

EPSON M-150II微型打點(diǎn)打印機驅動(dòng)

軟件主要包含三層結構，分別為應用層，封裝層以及驅動(dòng)層。其軟件層次結構如下圖4.2所示

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