【正文】 組成模塊 .............................................. 15 復(fù)位電路圖設(shè)計(jì) ........................................ 15 LED 電路設(shè)計(jì) .......................................... 16 聲音報(bào)警電路設(shè)計(jì) ...................................... 16 系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) .......................................... 17 8 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...........................................18 軟件程序設(shè)計(jì) .......................................... 18 部分電路圖仿真 ........................................ 18 結(jié)束語 ..................................................20 致 謝 ..................................................21 附錄 A英文 文獻(xiàn) 原文 ......................................23 III 附錄 B英文文獻(xiàn) 譯 文 ......................................28 附錄 C實(shí)物圖 ............................................32 附錄 D元器件清單 ........................................33 附錄 E源程序 ............................................34 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 38 頁 1 緒論 近年來，隨著 科技的不斷進(jìn)步 ，電子 科技 的 不斷 發(fā)展 .人民生活 不斷 提高?；?GPS 全球定位系統(tǒng)的汽車防盜報(bào)警器入網(wǎng)成本高，不適宜 普通家庭使用， 不易普及 [2]。 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對汽車防盜器的要求也越來越高。低投入、高效率的特性將帶動(dòng)一個(gè)新技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用。 汽車的防盜報(bào)警具有廣闊的前景和市場，現(xiàn)今社會出現(xiàn)了許多不同類型的產(chǎn)品。數(shù)字化的密碼重碼率極低，而且要用密碼鑰匙接觸車上的密碼鎖才能開鎖，杜絕了被掃描的可能 [8]。在這個(gè)高科技的時(shí)代，通過這一課題的研究，我會對新型 51單片機(jī)的工作原理與作用有更加深刻的了解 。當(dāng)人外出時(shí)，可把報(bào)警系統(tǒng) 設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來 ,當(dāng)有人闖入時(shí)，設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的震動(dòng)傳感器變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出 TTL 電平至 STC89C51單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號發(fā)聲。 以上兩種方案相比較選用方案二。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地顯示、本地報(bào)警等功能。 對于本設(shè)計(jì)的核心部分，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。驅(qū)動(dòng)電路并推動(dòng)報(bào)警設(shè)備完成， 同時(shí) 通過 串口控制 GSM模塊發(fā)送短信到指定手機(jī) 。這樣，就發(fā)生一個(gè)問題，當(dāng)需要測的是絕對振動(dòng)，但又找不到不動(dòng)的參考點(diǎn)時(shí)，這類儀器就無用武之地。傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化 [12]。不同屬性的導(dǎo)體，這兩項(xiàng)所占的比例相差很大。 AT89C51具有如下特點(diǎn)： 40個(gè)引腳， 4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個(gè)中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷， 2個(gè) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 38 頁 16位可編程定時(shí)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)時(shí)鐘振蕩器。 AT89C51的 CPU是一個(gè)字長為 8位的中央處理單元，即它對數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進(jìn)行的。 7)中斷控制系統(tǒng) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 38 頁 AT89C51 的中斷系統(tǒng)功能較強(qiáng)，可以滿足一般控制應(yīng)用的需要。 AT89C51 較詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。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。另外，該引腳被略微拉高。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電 路的輸入。 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 諾依曼原理），即程序存儲和程序控制。 復(fù)位不影響片內(nèi) RAM存放的內(nèi)容 , 而 ALE 在復(fù)位期間將輸出高電平。 圖 （ a）上電復(fù)位電路 。 待機(jī)方式和掉電方式都是為了進(jìn)一步降低功耗而設(shè)計(jì)的節(jié)電工作方式，它們特別適合于電源功耗要 求很低的應(yīng)用場合。 （ 3）程序存貯器的保險(xiǎn)位 AT89C51 內(nèi)部有一個(gè)保險(xiǎn)位，亦稱保密位，一旦將該位寫入便建立了保險(xiǎn)，就可禁止任何外部方法對片內(nèi)程序存貯器進(jìn)行讀寫。 SIM900A 的設(shè)計(jì)比較人性化，芯片總體是比較小巧的、消耗的功率也只有 。 SIM900A的主要特性 SIM900A主要特性如圖 所示。 C。硬件對接好后，為了使之能夠?qū)崿F(xiàn)通信，需要軟件設(shè)置好單片機(jī)和 GSM模塊的波特率，本系統(tǒng)均設(shè)置為 4800bps的波特率，然后用單片機(jī)的串口通信接口輸出 AT指令碼，對模塊進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)修改和操作。（如果沒有返回，檢查連線是否正確，是否為 RX接 TX 、 TX接 RX交叉，模塊上的燈是否閃爍）。 RRCVCCSVssRST單片機(jī) 圖 復(fù)位電路圖 LED 電路設(shè)計(jì) 由 3 個(gè)發(fā)光二極管接上電阻后連上單片的 RXD 的引腳，外接 VCC，當(dāng)單片機(jī)的 RXD引腳被置低電平后，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，起到報(bào)警作用。電源接通，打開開關(guān) GSM模塊先注冊三秒一閃表示注冊成功，按下 K1電路布防，綠燈閃爍五秒后一直亮著布防成功，輕擊震動(dòng)傳感器，黃燈先亮，啟動(dòng)單片機(jī)程序給手機(jī)發(fā)短信，然后紅燈閃爍五秒并觸發(fā)蜂鳴器電路報(bào)警，再觸碰傳感器只報(bào)警不發(fā)短信（一分鐘只發(fā)送一次短信，為了節(jié)省成本）。但仍有一定的不 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 38 頁 足，如各模塊電路連接存在問題，但是經(jīng)過一番的改正已經(jīng)全部完成。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 38 頁 致 謝 四年的 大學(xué)生活 即將劃上一個(gè)句號，而對于我的人生卻只是一段 令人不舍的 旅程， 而 我 又 將面對 另一段 征程的開始。老師的視野，前沿而精髓的 學(xué)術(shù)造詣，嚴(yán)謹(jǐn)勤奮的治學(xué)風(fēng)格，都讓我 永遠(yuǎn)難忘 ，深刻影響著我日后的工作和生活。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不僅鞏固以前所學(xué)的知識，而且還為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。平時(shí)傳感器輸出 高 電平，當(dāng)有震動(dòng)時(shí)時(shí)輸出 高 電平變?yōu)?低 電平，此 低 電平輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號，驅(qū) 動(dòng)報(bào)警電路開始報(bào)警和發(fā)送短信。報(bào)警持續(xù) 5秒鐘后自動(dòng)停止報(bào)警 ,然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報(bào)警從而使報(bào)警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。主要利用一個(gè) LM393電壓比較器、電位器和震動(dòng)傳感器組成的電路。 復(fù)位方法一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后 , 在 RESET端持續(xù)給出 2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。 連接好后，用電腦打開本模塊資料里面的調(diào)試軟件“ GSM串口調(diào)試助手”，然后看設(shè)備管理器里面的串口號是多少，我是 COM3如圖 。 Text模式實(shí)現(xiàn)起來很簡單，但是只能作為簡單的英文短信發(fā)送模式，是不能收發(fā)中文短信的；然而 PDU模式下不僅能發(fā)送英文短信，更重要的是能支持中文短信的發(fā)送。 2) 工作頻段： EGSM900Mhz/DCS1800Mhz自動(dòng)搜索 2個(gè)頻段。 SIM900A支持 GPRS和 GPRS編碼格式 CS1， CS2， CS3， CS4。 通過以上對單片機(jī)硬件系統(tǒng)的簡單介紹，應(yīng)該已經(jīng)掌握了單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作的原理和過程，但是單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)它的強(qiáng)大控制功能特性，只有硬件是不能工作的，還必須依靠它的指令才能發(fā)揮單片機(jī)的強(qiáng)大作用。 （ 1）內(nèi)部 EPROM編程 編程時(shí)，時(shí)鐘頻率應(yīng)定在 36MHz的范圍內(nèi)，其余各有關(guān)引腳的接法和用法如下： P1口和 P2口的 ~ EPROM的 4k地址輸入， P1為 8位地址； ~ PSEN應(yīng)為低電平； P0口為編程數(shù)據(jù)輸入； RST應(yīng)為高電平； RST的高電平可為 ，其余的都以 TTL的高低電平為準(zhǔn)； EA/VPP端加 +21V的編程脈沖，此電壓要求穩(wěn)定，不能大于 ，否則會損壞 EPROM 在出現(xiàn)正脈沖期間， ALE/PROG端加上 50ms的負(fù)脈，完成一次寫入。在待機(jī)工作方式中，振蕩器保持工作，時(shí)鐘脈沖繼續(xù)輸出到中斷、串行口、定時(shí)器等功能部件，使它們繼續(xù)工作，但時(shí)鐘脈沖不再送到 CPU，因而 CPU停止工作。例如使用晶振頻率為 12MHz時(shí)，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于 2us。 1) 復(fù)位方式 通過某種方式 , 使單片機(jī)內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。在閑置模式下， CPU停止工作。 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 1） XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 圖 AT89C51 引腳圖 VCC：供電電壓。 9)內(nèi)部總線 上述部件只有通過內(nèi)部總線將其連接起來才能構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)。 4)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 出于控制應(yīng)用的需要，芯片內(nèi)部共有兩個(gè) 16位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對單片機(jī)進(jìn)行控制。 AT89C51 單片機(jī)的基本組成功能方塊圖如圖 所示。 對于金屬電阻應(yīng)變片，材料電阻率隨應(yīng)變產(chǎn)生的變化很小，可忽略，得： ?? SvRdR ??? )21( （ ） 電阻絲應(yīng)變片又稱金屬絲電阻應(yīng)變片 ,其優(yōu) 點(diǎn)是制作方便 ,應(yīng)變橫向效應(yīng)大 .選用應(yīng)變片時(shí)，要考慮應(yīng)變片的性能參數(shù)，主要有：應(yīng)變片的電阻值、靈敏度、允許電流和應(yīng)變極限等。這種薄膜結(jié)構(gòu)能保證四個(gè)電阻阻值有較好的一致性，電橋的零點(diǎn)也可以達(dá)到對稱，它同時(shí)還具有量程大、靈敏度高、成本便宜等優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)變式壓力傳感器的敏感元件為一個(gè)圓形的金屬膜片，當(dāng)有力作用到上面的時(shí)候，它會產(chǎn)生 應(yīng)變，應(yīng)變有切向應(yīng)變和徑向應(yīng)變。 STC89 C51 復(fù)位電路 信號檢測電路 報(bào)警執(zhí)行電路 LED 發(fā)光顯示 比較 限流電阻 驅(qū)動(dòng) GSM 短信發(fā)送 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 38 頁 圖 震動(dòng)傳感器 1） 相對式機(jī)械接收原理 由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最 簡單的形式，因此人們最先想到的是用機(jī)械方法測量振動(dòng)，從而制造出了機(jī)械式測振儀（如蓋格爾測振儀等）。 從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包括以下結(jié)構(gòu)：震動(dòng)電路、報(bào)警電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、復(fù)位電路及 GSM電路組成，它們之間的總體設(shè)計(jì)框圖如圖 。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、在線調(diào)試等幾個(gè)階段。隨著現(xiàn)代人們安全意識的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。 選用基于 GSM模塊、單片機(jī)、震動(dòng)報(bào)警器。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等模塊子函數(shù)。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。隨著電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，各種電子防盜報(bào)警器應(yīng)運(yùn)而生。這種門鎖只可以控制一個(gè)車門，其他車門是靠車內(nèi)門上的門鎖按鈕進(jìn)行開啟或鎖止。方向