【正文】 2DATA3Y4U11J05CT3ANT100pFC12R2747K蜂鳴器Q480501kR32DS2LED2 指示Q59013100R311KR33D21N4148D31N4148GNDGNDGNDGNDGND GNDR29信號(hào)接收?qǐng)?bào)警電路報(bào)警信號(hào)發(fā)射電路至單片機(jī) I/O 端口 圖 311 報(bào)警信號(hào)編碼及發(fā)射電路 820KR221KR21VCCA01A12A23A34A45A56D5/A67D4/A78VSS9D3/A810D2/A911D1/A1012D0/A1113DIN14OSC215OSC116VT17VCC18U5HS2272VCC1GND2DATA3Y4U12J05CT4ANT100pFC10R2047KVCC遙控信號(hào)接收電路A01A12A23A34A45A56D5/A67D4/A78VSS9D3/A810D2/A911D1/A1012D0/A1113TE14OSC215OSC116DOUT17VCC18U8HS2262BT1D4 D5IN4148X2R251KR26SW1 SW2VCC1GND2DATA3Y4U9F05CT2ANTGNDGND遙控信號(hào)發(fā)射電路布防 解除至單片機(jī) I/O 端口青島大學(xué)碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 18 圖 312 報(bào)警無線發(fā)射 接收電路 圖 311 為 報(bào)警信號(hào)編碼及發(fā)射電路，圖 312 為報(bào)警信號(hào)接收解碼電路電路圖。接收電路中二極管 D D3 和電阻 R29 構(gòu)成了二極管與門電路，當(dāng)數(shù)據(jù)輸出引腳為 1,并且 VT 輸出也為高電平時(shí)，電路才輸出高電平，這一高電平信號(hào)分別通過三極管 Q4 和 Q5 驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和高亮發(fā)光二極管，發(fā)出聲光報(bào)警，提醒汽車主人注意。二極管 D1 為續(xù)流二極管。系統(tǒng)的大功率聲音報(bào)警電路重要由報(bào)警音樂集成電路KD9561 和音頻功率放大電路 TDA20xx 構(gòu)成。需要音頻功放電路才可以使輸出的報(bào)警功率足夠大。 青島大學(xué)碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 20 C11100uFC12330uFC13330uFC14330uFC15104R251KR26240KR27R28300R2922VCCU8TDA20xxLS1SPEAKERR30100KVCC報(bào)警電路VDDSEL1OSCSEL2OSC2VSSOUT*KD9561DS1LED 指示Q49013100R361KR14VCC至單片機(jī) I/O 口 圖 314 系統(tǒng)聲光報(bào)警電路 青島大學(xué)碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 21 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) Keil C51 簡(jiǎn)介 C51 程序大體上是一個(gè)函數(shù)定義的集合，在這個(gè)集合中有僅有一個(gè)名為 main的函數(shù) (主函數(shù) ).主函數(shù)是程序的入口，主函數(shù)中的所有語句執(zhí)行完畢，則程序執(zhí)行結(jié)束 .C5l 提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以數(shù)據(jù)類型的形式出現(xiàn)的，我們最常用的 Keil C5l 編譯器具體支持的數(shù)據(jù)類型有：位型 (bit)、無符號(hào)字符 (unsigned char)、有符號(hào)字符 (signed char)、無是一種源于編寫UNIx 操作系統(tǒng)的語言，它是一種結(jié)構(gòu)化語言，可產(chǎn)生緊湊代碼 .C 結(jié)構(gòu)是以括號(hào) ()而不是字和特殊符號(hào)的語言。 基于單片機(jī)編程語音的上述特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用 C 語言編程。 AT89S51 單片機(jī)的主要性能特點(diǎn) 4k Bytes Flash 片內(nèi) 程序存儲(chǔ)器 ； 青島大學(xué)碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 22 128 bytes 的 隨機(jī)存取 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）； 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； 2 個(gè) 中斷優(yōu)先級(jí) 、 2 層 中斷嵌套 中斷； 6 個(gè) 中斷源 ； 2 個(gè) 16 位可編程 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ； 2 個(gè)全雙工 串行通信 口； 看門狗 （ WDT）電路； 片內(nèi) 振蕩器 和 時(shí)鐘電路 ； 與 MCS51 兼容； 1全靜態(tài)工作： 0Hz33MHz； 1三級(jí) 程序存儲(chǔ)器 保密鎖定； 1可編程串行通道； 1低功耗的閑置和掉電模式。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為 高阻 輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。 I/O 口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。除了 P1 口外 P0、 P P3 口都還有其他的功能。當(dāng)訪問 外部存儲(chǔ)器 時(shí)， 地址鎖存 允許的輸出電平 用于鎖存地址的低位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作 外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如果 微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 青島大學(xué)碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 24 EA/VPP：外部 程序存儲(chǔ)器 訪問允許。 XTAL1：片內(nèi) 振蕩器 反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 AT89S51 系列單片機(jī)編寫程序的基本流程。一般工作中使用 Keil 公司開發(fā)的 51 單片機(jī)編程軟件進(jìn)行編程，它采用目前流行的開發(fā)環(huán)境，集編輯，編譯和仿真于一體。 青島大學(xué)碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 25 圖 42 系統(tǒng)的中斷服務(wù)流程 進(jìn)入中斷后，首先保存有必要保存的程序現(xiàn)場(chǎng)信息。并啟動(dòng)音響報(bào)警電路發(fā)出接收確認(rèn)的提示。并啟動(dòng)電磁鐵帶電啟動(dòng)車門防開啟檢測(cè)；若系統(tǒng)處于布防接觸狀態(tài)，則軟件將關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火閉鎖，恢復(fù)點(diǎn)火的電回路。系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)過 程是對(duì)學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過程。要大量廣泛的收集資料，然后認(rèn)真地研究其思路，和指導(dǎo)老師保持聯(lián)系，和同學(xué)共同研究遇到的問 題。在實(shí)物研制期間，得到了遲老師的大力幫助，感謝遲老師給我提供的課題研究條件和場(chǎng)所，讓我在實(shí)踐中得到了很好的鍛煉，增長(zhǎng)了許多知識(shí)，在此表示學(xué)生的謝意。 另外，我還要特別感謝我的父母和我的親人們，感謝他們對(duì)我的養(yǎng)育之恩和一直以來對(duì)我的支持和鼓勵(lì)，他們是我克服困難、不斷前進(jìn)的精神動(dòng)力，在這獻(xiàn)上我衷心的祝福和深深的謝意。系里同學(xué)對(duì)我的關(guān)心和支持。 青島大學(xué)碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題 謝辭 28 謝 辭 本課題的研究工作是在導(dǎo)師遲宗濤教授的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的，遲老師向我提出了許多極富建設(shè)性的意見，幫助我解決了很多技術(shù)上的難題，使課題得以順利進(jìn)行。系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)是項(xiàng)很辛苦的工作，同時(shí)也是一個(gè)充滿樂趣的過程，在設(shè)計(jì)過程中，要邊學(xué)習(xí)，邊實(shí)踐，遇到新問題就不斷探索和努力即可使問題得到解決。完成上述一個(gè)循環(huán)的判斷后，軟件將返回開始新一輪的判斷。之后，系統(tǒng)將通過布防標(biāo)志位和解除標(biāo)志位判斷目前處于布防狀態(tài)還是處于解除狀態(tài)。 系統(tǒng)的主程序流程 系統(tǒng)的主程序流程如圖 43 所示。 AT89S51 芯片價(jià)格便宜，適合對(duì)大批量的計(jì)量?jī)x器進(jìn)行規(guī)?；?造，其單片售價(jià)不超過 5 元。其主要語句集中在例如：“ifelse”、 “while”、 “for”等循環(huán)與判斷語句上，相比計(jì)算機(jī) C 語言更簡(jiǎn)單。 AT89S51 單片機(jī)的優(yōu)勢(shì) AT89S51 具有完整的輸入輸出、控制端口、以及內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序 存儲(chǔ)器 取指期間，每個(gè) 機(jī)器周期 兩次 /PSEN 有效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令時(shí) ALE 才起作用。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為 振蕩器 頻率的 1/6。當(dāng) 振蕩器 復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè) 機(jī)器周期的高電平時(shí)間。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到 內(nèi)部總線 。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其 特殊功能寄存器 的內(nèi)容。 P2 口 ： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè)TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部 必須被拉高。 GND： 電源地 。因此，系統(tǒng)軟件主要包括中斷服務(wù)程序流程和主程序流程。 8051 系列單片機(jī)作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地位，從 1985 年開始就有 8051 單片機(jī)的 C 語言編譯器。輸出功率達(dá) 10W，圖 317 中功放部分是 TDA20xx 的典型應(yīng)用電路，元件參數(shù)選取典型數(shù)值，音頻信號(hào)通過 2 腳輸入，通過改變可調(diào)電阻 R29，可以調(diào)整報(bào)警音量的大小。 KD9561 是專用報(bào)警音樂集成電路，只需要簡(jiǎn)單的外圍元件就可以輸出報(bào)警音頻信號(hào)，SEL1 腳是報(bào)警音響選擇端，報(bào) 警音頻信號(hào)從 OUT 引腳輸出，通過電容 C11 耦合給后級(jí)電路。光報(bào)警電路采用高亮發(fā)光二極管，通過 NPN 型三極管 9013 驅(qū)動(dòng)，三極管的基 極通過電阻接至單片機(jī)的 I/O 端口。即使車鑰匙也無法啟動(dòng)汽車，點(diǎn)火閉鎖電路采用繼電器控制，這部分電路圖如圖 316所示。不同的是送到發(fā)射編碼電路的不是按鍵操作而是單片機(jī)送出的報(bào)警信號(hào)。將解碼的地址位與地址輸入引腳設(shè)置的地址進(jìn)行比較 .如果地址匹配 ,HS2272 置數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出引腳為 1,并將 VT 輸出置為高電平。當(dāng)有布防或者解除按鍵按下時(shí)，作為數(shù)據(jù)送到了數(shù)據(jù)輸入引腳，經(jīng) HS2262 處理，編碼信號(hào)從 DOUT 輸出送給射頻發(fā)射模塊 F05C，通過天線發(fā)射出去。一般典型振蕩電阻值如下表： HS2262 HS2272 820K 680K 390K 270K 表 33 HS226 HS2272 編解碼芯片典型振蕩電阻值 本設(shè)計(jì)編碼編碼電路 HS2262 的振蕩電阻值選取 :。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)， HS2272 對(duì)應(yīng)的 D1～ D4 端輸出高電平控制信號(hào)，同時(shí) VT 端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。 J05C 在未收到發(fā)射信號(hào)時(shí)可輸出隨機(jī)噪聲，幅度為 值；當(dāng)收到信號(hào)時(shí)，噪聲被抑制；當(dāng)信號(hào)變?nèi)鯐r(shí)，出現(xiàn)聲干擾點(diǎn)，此時(shí)信號(hào)處于不穩(wěn)定區(qū)，若采用單片機(jī)解碼則會(huì)因誤碼率增大而出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，此時(shí)可在數(shù)據(jù)位前加亂碼抑制零電平狀態(tài)干擾，最好工作在可靠區(qū)域以減小誤碼率。當(dāng)數(shù)據(jù)中有連續(xù)幾個(gè) “1”且脈寬超過 1ms 時(shí)，會(huì)引起發(fā)射效率下降，而且太大的占空比及大低的頻率易引起過調(diào)制。也可采用螺旋天線或?qū)⑻炀€直接做在 PCB板上，甚至無天線接收，當(dāng)然接收靈敏度要下降。 J05C 模塊具有休眠功能，當(dāng)芯片 9 腳為高電平（ VDD3V 以上）時(shí)，接收機(jī)可處于休眠狀態(tài)，此時(shí)耗電約 25μA。如需要遠(yuǎn)的可靠距離，可在 F05C 的輸出端增加一級(jí)射頻功率放大器。 F05C為改進(jìn)型，體積更小，內(nèi)含隔離調(diào)制電路以消除輸入信號(hào)對(duì)射頻電路的影響，信號(hào)直接耦合，性能更加穩(wěn)定。當(dāng)脈沖高電平寬度在 ～ 1ms 時(shí)發(fā)射效果較好，大于 1ms 時(shí)效率開始下降；當(dāng)脈沖低電平寬度大于 10ms 時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾（即零電平干擾）而引起不解碼。 F05C 具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性?？紤]到應(yīng)用環(huán)境和價(jià)格等因素，本設(shè)計(jì)選擇其中廉價(jià)的發(fā)射模塊（ F05C）和接收模塊（ J05C）進(jìn)行介紹。有效的輸入滿足以下兩個(gè)條件： 1）它必須是一個(gè)完整的字碼； 2）碼地址必須與接收電路的碼地址端子上的設(shè)置一致。 HS2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有