基于AVR单片机的自行车行车记录仪，包括软硬件具体
电机驱动电路如下图3.8所示
图3.8 打印机电机驱动
打印机电机驱动如上图3.8所示，信号由AVR_PRINT_ON脚输入，高电平驱动，当产生高电平时，通过三极管Q1驱动打印机打印。
打印针的驱动如下图3.9所示
图3.9 打印针驱动
AVR_PRINT_A为信号输入脚，低电平驱动，当该脚为低电平时，通过三极管Q3和Q4驱动打印针PRINT_A打印。
3.4 其它外围电路
除了以上涉及核心电路外，其它比如时间显示，数据存储，温度显示等，都分别需要不同的硬件模块提供支持。
3.4.1 时钟模块
这里时钟采用了达拉斯的DS1302时钟芯片，时钟模块电路图如图3.10所示
图3.10 DS1302时钟模块
该模块采用串行工作模式，通过SCLK(Signal Clock，信号时钟)， I/O(Input And Output，输入输出信号)，RST(Reset 复位信号)三线控制芯片工作。
3.4.2 数据储存模块
数据存储采用了ATMEL公司的24LC64 EEPROM(可编程电可擦除存储芯片)，模块电路图如图3.11所示
图3.11 EEPROM存储电路
该模块采用的是标准的I2C总线模式，操作简单方便，总容量为64Kbit，8K字节，对于存储记录仪的参数是绰绰有余。
3.4.3 温度传感模块
温度传感器采用的是达拉斯的DS18B20，单总线模式，温度传感器模块电路图如图3.12所示
图 3.12 温度传感器模块
温度传感器模块如上图3.1所示，DS18B20采用的是单总线模式，该数字温度传感器最大的的特点是，只需一个IO管脚便可以控制其工作，并且该传感器传感温度精确，最小可以精确到0.0625℃。
3.4.4 独立按键模块
独立按键模块是提供用户来控制和使用UI界面，原理图如下图3.13所示
图3.13 独立按键电路
独立按键电路如上图3.13所示，每个按键按下时都会产生一个中断，在设计嵌入式软件时可以通过在按键中断内判断按键值，并且可以通过定时器去除抖动，这种软件设计可以避免软件延时去抖，从而提高了整套软件的运行效率。
4. 软件系统设计
本套软件主要实现自行车行车记录的智能控制，其实现的功能主要有以下几点：
显示平均行车速度，实时行车速度，时间和温度
记录行车速度、行车总里程、单次行车里程
记录总行车时间，单次行车时间
轮胎圆周设定，总里程初值设定
自动关机，节电保护
行车统计信息打印
贪吃蛇小游戏
时间显示和时间设置
4.1 软件总体框架
软件总体流程图如下图4.1所示
图4.1 嵌入式软件整体流程图
4.2 软件说明
该嵌入式软件设计的思想主要是模块化的程序设计思想，其中需要驱动的模块主要有以下几点：
DS1302时钟模块驱动
DS18B20数字温度传感器模块驱动
24LC64 EEPROM存储模块驱动
12864液晶显示模块驱动
霍尔传感器计速模块驱动
EPSON M-150II微型打点打印机驱动
软件主要包含三层结构，分别为应用层，封装层以及驱动层。其软件层次结构如下图4.2所示
图 4.2 嵌入式软件层次结构
这种软件设计的好处是便于移植，当更换某一芯片时，只需要改变相应芯片的驱动层，而不用修改封装和应用层，便可以使软件继续正常运转。
而如果更换单片机这一核心元件，也只需更改所有的驱动层便可以把软件移植到其它单片机平台，在编写涉及到硬件的代码时，可以尽量使用宏定义或者编写多层结构，使底层硬件操作的代码达到最少，从而方便移植。
4.3 各个模块实现原理
4.3.1 处理器模块
首先在选择CPU(Central Processing Unit，计算机中央处理器)之前，必须先分析完成这个作品所选的CPU必须具备的功能，如果CPU选的功能太过简单就不能达到预期的效果，很多东西不能实现，而如果选择很先进的CPU或者32位的高级单片机，首先第一个是不能充分利用这个单片机，第二是在成本上也会大幅上升，所以在选择单片机时必须对所需要的功能进行合理的分析。
分析情况：
在显示方面使用的是12864液晶的带字库液晶，该液晶操作简单，只需普通的IO端口操作便可以解决控制，所以它对单片机没有特殊的要求。
在存储方面，使用的是ATMEL公司的AT24LC64 EEPROM存储器，该存储器走的是IIC(ATMEL公司开发的两线串行总线)总线模式，虽然可以用一般的单片机模拟IIC总线，但是为了提高效率则必须选择具有IIC总线接口的单片机，这个一般的51单片机已经不能满足，所以需考虑其它单片机。
时钟模块，用的是达拉斯的DS1302芯片，只需普通的端口操作就能完成。
打印机模块，有下面的打印机实现原理(图4.5)可知，我们必须选择具有双边沿触发的单片机，有这个功能的单片机ATMEL的AVR系列的中高端单片机能满足，比如Atmega64及以上的单片机都具有这一功能。
评论