智能行車記錄儀系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u16294智能行車記錄儀系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)案例 1222511.1STM32F103C8T6單片機(jī)電路 138221.2LCD12864顯示電路設(shè)計(jì) 232415圖5LCD12864液晶顯示電路 2299071.3GPS模塊采集電路設(shè)計(jì) 223826圖6GPS模塊電路設(shè)計(jì) 3132361.4安全速度設(shè)置與報(bào)警電路設(shè)計(jì) 329155圖7安全速度設(shè)置按鍵電路 324710圖8速度過快提醒功能電路 427481.5路況視頻采集電路設(shè)計(jì) 45295圖9WIFI攝像電路設(shè)計(jì) 4236191.6電源電路設(shè)計(jì) 460621.7燒錄接口設(shè)計(jì) 4智能行車記錄儀系統(tǒng)最終以STM32F103C8T6單片機(jī)作為電路的核心，其它電路包括GPS電路、LCD12864顯示電路、WIFI無線攝像頭電路及按鍵電路等，智能行車記錄儀系統(tǒng)整體電路圖如圖3所示。圖3系統(tǒng)整體電路圖1.1STM32F103C8T6單片機(jī)電路智能行車記錄儀選用STM32F103c8t6單片機(jī)為核心器件做成的最小系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用面板設(shè)計(jì)整個(gè)電路，最小系統(tǒng)模塊使用DIP40的插座固定再洞洞板中，并預(yù)留出能夠使用的單片機(jī)輸入和輸出接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，方便后面焊接外設(shè)更加方便快捷。智能行車記錄儀選用的是STM32最小系統(tǒng)單片機(jī)，該單片機(jī)封裝選用DIP-40直插式設(shè)計(jì)，焊接方便。該設(shè)計(jì)選擇使用該最小系統(tǒng)板進(jìn)行設(shè)計(jì)，其單片機(jī)功能管腳如圖4所示。圖4單片機(jī)功能管腳圖1.2LCD12864顯示電路設(shè)計(jì)在行車記錄儀啟動后，單片機(jī)系統(tǒng)將主動驅(qū)動GPS模塊和WIFI攝像頭等模塊對汽車的速度、位置以及實(shí)時(shí)的路況信息進(jìn)行采集，而汽車的具體經(jīng)緯坐標(biāo)信息、行駛速度信息等重要內(nèi)容都要通過LCD2864這種液晶顯示以中文的形式展現(xiàn)，司機(jī)可方便直觀查看這些內(nèi)容。在智能行車記錄儀系統(tǒng)的電路中，LCD12864選用的串行數(shù)據(jù)接口的方式與單片機(jī)通信，它的PB7、PB8和PB9引腳在電路中都要和單片機(jī)連接，能夠讀取顯示內(nèi)容的數(shù)據(jù)。VSS、V0與GND引腳與阻值為10K的電阻構(gòu)成了可以調(diào)節(jié)顯示屏分辨率的一個(gè)按鈕，也就是說通過改變這個(gè)電阻的阻值就能調(diào)節(jié)分辨率。在圖中可以看到3個(gè)阻值為1K的電阻，這3個(gè)電阻的作用就是提高STM32F103C8T6單片機(jī)I/O口的電流驅(qū)動。LCD12864液晶顯示電路如圖5所示。圖5LCD12864液晶顯示電路1.3GPS模塊采集電路設(shè)計(jì)智能行車記錄儀系統(tǒng)通過GPS模塊將汽車行駛過程中的速度和具體的經(jīng)緯坐標(biāo)位置采集出來，通過小小的GPSmini模塊就能解決汽車的速度和定位信息獲取這個(gè)問題。GPS定位模塊的原理就是獲取天上的衛(wèi)星所測得的信號，為了增強(qiáng)定位的準(zhǔn)確性，至少要3顆衛(wèi)星的定位信號才能確認(rèn)GPS位置，在捕捉衛(wèi)星的定位信號后，GPS將會跟蹤這些衛(wèi)星。衛(wèi)星信號將會通過天線接收到GPS模塊，模塊再通過內(nèi)部的接收機(jī)將這些信號放大，做出變換處理，就能將衛(wèi)星信號傳達(dá)到天線的具體時(shí)間計(jì)算出來，再對衛(wèi)星發(fā)送的電文進(jìn)行解析，通過對實(shí)際位置的計(jì)算得到經(jīng)緯坐標(biāo)結(jié)果。汽車行駛速度的獲取恰好就是利用了GPS的定位功能所完成的，遵循了最經(jīng)典的速度計(jì)算公式V（速度）=S（距離）/T（時(shí)間），首先由GPS定位模塊不斷的獲取汽車的具體經(jīng)緯坐標(biāo)位置，然后測量汽車行駛過程中由A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，而且很容易就能獲取到汽車由A點(diǎn)行駛到B點(diǎn)的時(shí)間，這樣我們就得到了汽車的距離數(shù)值和時(shí)間數(shù)值，再通過公式V（速度）=S（距離）/T（時(shí)間）得到汽車行駛的速度結(jié)果。GPS模塊由單片機(jī)的PA10引腳和PA9引腳兩個(gè)串行通信引腳控制并接收GPS模塊獲取的汽車的具體經(jīng)緯坐標(biāo)位置和行駛速度。GPS模塊在智能行車記錄儀系統(tǒng)中的電路設(shè)計(jì)如圖6所示。圖6GPS模塊電路設(shè)計(jì)1.4安全速度設(shè)置與報(bào)警電路設(shè)計(jì)在安全駕駛中，把控好安全車速，是避免交通事故，實(shí)現(xiàn)安全駕駛的必不可少條件。根據(jù)不同的路況信息和條件設(shè)置不同速度的安全限值，能有效保障司機(jī)的駕駛安全，因此系統(tǒng)電路中提供了4個(gè)安全閾值設(shè)置按鍵供司機(jī)使用，當(dāng)GPS模塊采集的速度超過設(shè)定值則報(bào)警，提示司機(jī)超速，保障汽車行駛安全。另外，司機(jī)開車時(shí)間過長，也會嚴(yán)重耗費(fèi)精力，疲勞駕駛成為最大的危險(xiǎn)因素，會直接導(dǎo)致危險(xiǎn)交通事故發(fā)生，因此，安全駕駛提醒功能顯得尤為重要。4個(gè)設(shè)置安全閾值的S1-S4按鍵分別由單片機(jī)的PA0、PA1、PA4和PA5引腳控制，司機(jī)通過記錄儀上的按鍵根據(jù)不通過路況條件設(shè)置安全閾值，由電平信號情況判斷哪個(gè)按鍵被按下，按下S1進(jìn)入汽車速度設(shè)置，S2和S3分別可增加速度值或者減少速度值，按下S4確認(rèn)設(shè)置的汽車速度即可。安全速度設(shè)置按鍵電路如圖7所示。圖7安全速度設(shè)置按鍵電路在汽車行駛的安全速度和駕駛時(shí)間設(shè)置完畢后，當(dāng)GPS模塊采集的速度和時(shí)間超過設(shè)定值會報(bào)警，提示司機(jī)超速、駕駛時(shí)間過長，保障汽車行駛安全。報(bào)警是由能發(fā)出聲響的蜂鳴器完成的，蜂鳴器由STM32F103C8T6的PA8引腳控制，如果汽車速度超限，單片機(jī)的PA8引腳就會發(fā)出高電平，此時(shí)蜂鳴器發(fā)出提醒司機(jī)的聲音。速度過快提醒功能電路如圖8所示。圖8速度過快提醒功能電路1.5路況視頻采集電路設(shè)計(jì)路況條件的視頻采集是智能行車記錄儀的重要功能，該功能由WIFI無線攝像頭完成，WIFI攝像頭自身就能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供WIFI無線熱點(diǎn)信號，通過攝像頭發(fā)出的WIFI熱點(diǎn)與手機(jī)連接，再將視頻采集的路況信息發(fā)送到手機(jī)，司機(jī)可根據(jù)視頻采集的道路信息情況和條件靈活的控制自己的汽車行駛速度。在智能行車記錄儀中選用的攝像頭型號為ZY-SH02攝像頭，該款攝像頭是一款新型的數(shù)字?jǐn)z像頭，在使用攝像頭捕捉視頻圖像后，可通過WIFI熱點(diǎn)信號將視頻信息發(fā)送給手機(jī)。攝像頭的參數(shù)可通過參數(shù)方式配置，在AT指令模式下就能夠配置攝像頭參數(shù)。在ZY-SH02攝像頭的芯片內(nèi)部集成了WIFI熱點(diǎn)芯片，WIFI無線信號就會通過這個(gè)芯片發(fā)出。WIFI攝像頭與單片機(jī)使用了簡單的串行通信方式，由單片機(jī)的PA2、PA3引腳控制攝像頭開始獲取視頻圖像，然后以WIFI無線方式將視頻信息發(fā)送到手機(jī)上查看。智能行車記錄儀中的路況視頻采集電路如圖9所示。圖9WIFI攝像電路設(shè)計(jì)1.6電源電路設(shè)計(jì)穩(wěn)定、充足的電源問題也需要重點(diǎn)解決，單片機(jī)使用5V的電源，電流需要在2A左右，一些電腦的USB口或充電寶的電流過小會帶動不了實(shí)物，但是電流過大也會影響實(shí)物的啟動。智能行車記錄儀系統(tǒng)選用的就是能夠滿足行車記錄儀中的單片機(jī)及其它器件正常工作運(yùn)行的5V電源。智能行車記錄儀電源電路如圖10所示。圖10電源電路1.7燒錄接口設(shè)計(jì)STM32單片機(jī)可以通過JTAG或者SWD接口進(jìn)行燒錄；JTAG接口需要引出