【導讀】本設計以單片機AT89S52作為控制核心，從單片機最小系統(tǒng)設計、防人接近熱釋。其外圍電路，并結合一套經典的程序算法。給出了一套合理的汽車防盜報警器軟硬件解決

　　

【正文】 音的上述特點，本設計采用 C 語言編程。因為本設計共有四路報警信號需要輸入并且選擇中斷輸入的方式。因此，系統(tǒng)軟件主要包括中斷服務程序流程和主程序流程。 AT89S51 單片機簡介 AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位 單片機 ，片內含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫 1000 次的 Flash 只讀 程序存儲器 ，器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng) 及 80C51 引腳 結構，芯片內集成了通用 8 位 中央處理器 和 ISP Flash 存儲單元 ， AT89S51 在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。 AT89S51 單片機的主要性能特點 4k Bytes Flash 片內 程序存儲器 ； 青島大學碩士研究生課程《智能傳感器技術》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設計 22 128 bytes 的 隨機存取 數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）； 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； 2 個 中斷優(yōu)先級 、 2 層 中斷嵌套 中斷； 6 個 中斷源 ； 2 個 16 位可編程 定時器 /計數(shù)器 ； 2 個全雙工 串行通信 口； 看門狗 （ WDT）電路； 片內 振蕩器 和 時鐘電路 ； 與 MCS51 兼容； 1全靜態(tài)工作： 0Hz33MHz； 1三級 程序存儲器 保密鎖定； 1可編程串行通道； 1低功耗的閑置和掉電模式。 AT89S51 單片機的管腳說明 VCC：電源電壓輸入端。 GND： 電源地 。 P0 口 ： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻 輸入。 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) /地址的低八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部 必須被拉高。 圖 41 AT89S51 管腳圖 P1 口 ： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位青島大學碩士研究生課程《智能傳感器技術》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設計 23 地址接收。 P2 口 ： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。 P2 口當用 于外部 程序存儲器 或 16 位地址 外部數(shù)據(jù) 存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù) 存儲器 進行讀寫時， P2 口輸出其 特殊功能寄存器 的內容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和 控制信號 。 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當 P3 口寫入 “1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。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。 P3 口除了作為普通 I/O 口，還有第二功能： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部 中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（ T0 定時器 的外部計數(shù)輸入） T1（ T1 定時器 的外部計數(shù)輸入） /WR（ 外部數(shù)據(jù) 存儲器 的寫選通） /RD（ 外部數(shù)據(jù) 存儲器 的讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些 控制信號 。 I/O 口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口 鎖存器 的內容讀入到 內部總線 ，經過某種運算或變換后再寫回到端口 鎖存器 。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到 內部總線 。 89C51 的 P0、 PP P3 口作為輸入時都是 準雙向口 。除了 P1 口外 P0、 P P3 口都還有其他的功能。 RST：復位輸入端，高電平有效。當 振蕩器 復位器件時，要保持 RST 腳兩個 機器周期的高電平時間。 ALE/PROG： 地址鎖存 允許 /編程 脈沖信號端。當訪問 外部存儲器 時， 地址鎖存 允許的輸出電平 用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH 編程 期間，此 引腳 用于輸入 編程 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為 振蕩器 頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作 外部數(shù)據(jù) 存儲器 時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令時 ALE 才起作用。另外，該 引腳 被略微拉高。如果 微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 PSEN：外部 程序存儲器 的選通信號，低電平有效。在由外部程序 存儲器 取指期間，每個 機器周期 兩次 /PSEN 有效。但在訪問 外部數(shù)據(jù) 存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 青島大學碩士研究生課程《智能傳感器技術》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設計 24 EA/VPP：外部 程序存儲器 訪問允許。當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部 程序存儲器 （ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：片內 振蕩器 反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：片內 振蕩器 反相放大器的輸出端。 AT89S51 單片機的優(yōu)勢 AT89S51 具有完整的輸入輸出、控制端口、以及內部程序存儲空間。與我們通常意義上的微機原理類似，可以通過外接 A/D， D/A 轉換電路及運放 芯片 實現(xiàn)對傳感器傳送信息的采集，且能夠提供以點陣或 LCD 液晶及外接按鍵實現(xiàn)人機交互，能對內部眾多 I/O 端口連接步進電機對外圍設備進行精確操控，具有強大的工控能力。 AT89S51 系列單片機編寫程序的基本流程。其語法結構與我們常用的計算機 C 語言基本相同，不同之處在于增加了控制具體引腳工作的語句和命令，相對于計算機 C 語言，單片機 C 語言更簡練和明確 .可以控制每個引腳的輸入輸出狀態(tài)。其主要語句集中在例如：“ifelse”、 “while”、 “for”等循環(huán)與判斷語句上，相比計算機 C 語言更簡單。有過計算機 C語言學習經歷經過一段 時間的熟悉就能夠熟練進行編程 . 使用 AT89S51 系列單片機編程，可以在沒有實物單片機的情況下在普通電腦上進行程序編寫甚至是調試工作。一般工作中使用 Keil 公司開發(fā)的 51 單片機編程軟件進行編程，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。在該軟件上用戶可以編寫匯編語言或 C 語言源程序，并利用該軟件生成單片機能運行的程序。 AT89S51 芯片價格便宜，適合對大批量的計量儀器進行規(guī)?；?造，其單片售價不超過 5 元。 系統(tǒng)的中斷服務程序 系統(tǒng)的中斷服務流程如圖 42 所示。 青島大學碩士研究生課程《智能傳感器技術》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設計 25 圖 42 系統(tǒng)的中斷服務流程 進入中斷后，首先保存有必要保存的程序現(xiàn)場信息。之后，程序判斷系統(tǒng)是否在布防狀態(tài)，如果系統(tǒng)既在布防狀態(tài)又有報警信號輸入則輸出報警信號，啟動音響報警，延時 5秒后，關閉報警，若此后沒有報警信號輸入，則取消報警，若是解除狀態(tài)則直接中斷返回。 系統(tǒng)的主程序流程 系統(tǒng)的主程序流程如圖 43 所示。程序上電開始運行，首先進行變量定義等初始化操作后， 程序首先判斷是否接收到布防或者解除按鍵是否有按下，若檢測到布防按鍵按下，則置布防狀態(tài)標志，清解除狀態(tài)標志；若檢測到解除按鍵按下，則置解除狀態(tài)標志，清布防狀態(tài)標志。并啟動音響報警電路發(fā)出接收確認的提示。告訴使用者系統(tǒng)已經布防或者布防已經解除。之后，系統(tǒng)將通過布防標志位和解除標志位判斷目前處于布防狀態(tài)還是處于解除狀態(tài)。若處于布防狀態(tài)，則軟件將啟動發(fā)動機點火閉鎖，切斷點火的電回路。并啟動電磁鐵帶電啟動車門防開啟檢測；若系統(tǒng)處于布防接觸狀態(tài)，則軟件將關閉發(fā)動機點火閉鎖，恢復點火的電回路。并關閉電磁鐵帶電停止車門防開 啟檢測。完成上述一個循環(huán)的判斷后，軟件將返回開始新一輪的判斷。 保護現(xiàn)場 布防狀態(tài)且有報警 發(fā)射報警信號，啟動音響報警 延時 約 5 秒 中斷返回 Y N 進入中斷 恢復現(xiàn)場 關閉報警 青島大學碩士研究生課程《智能傳感器技術》（考查）自選課題 系統(tǒng)的軟件設計 26 圖 43 系統(tǒng)的主程序流程 開始 初始化 接收到布防指令 布防狀態(tài) 置布防狀態(tài)標志，清解除狀態(tài)標志 發(fā)出聲音提示 置解除狀態(tài)標志，清布防狀態(tài)標志 發(fā)出聲音提示 接收到解除指令 點火閉鎖 開啟車門開啟檢測 解除狀態(tài) 解除點火閉鎖 關閉車門開啟檢測 Y N Y N Y N Y N 青島大學碩士研究生課程《智能傳感器技術》（考查）自選課題 總結 27 第五章 總結 在整個系統(tǒng)設計過程中，我對課堂所學的知識有了一個系統(tǒng)的認識和理解，尤其是對本課題所用到防盜報警器的相關知識有了進一步的掌握，對檢測電路、無線遙控電路、報警電路的設計與開發(fā)以及對系統(tǒng)的分析和問題的解決有了切身的認識和體會，正所謂學以致用，在此實踐過程中增長了知識、豐富了經驗，提高了解決問題的能力。系統(tǒng)的分析與設計過 程是對學習的總結過程，更是進一步學習和探索的過程?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)設計是一項復雜的系統(tǒng)工程，必須嚴格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)運行與調試的過程來進行。系統(tǒng)的分析和設計是項很辛苦的工作，同時也是一個充滿樂趣的過程，在設計過程中，要邊學習，邊實踐，遇到新問題就不斷探索和努力即可使問題得到解決。 理論和實際必須緊密結合，在設計中要針對不同的系統(tǒng)根據(jù)理論給與不同的方案，綜合考慮各方面的因素和需要，選擇出最佳的方案與結論。要大量廣泛的收集資料，然后認真地研究其思路，和指導老師保持聯(lián)系，和同學共同研究遇到的問 題。堅持笑到最后。 青島大學碩士研究生課程《智能傳感器技術》（考查）自選課題 謝辭 28 謝 辭 本課題的研究工作是在導師遲宗濤教授的悉心指導下進行的，遲老師向我提出了許多極富建設性的意見，幫助我解決了很多技術上的難題，使課題得以順利進行。在我面對困難的時候，遲老師給了我許多有力的幫助，這對于我以后的工作、學習和生活的影響都是深遠的。在實物研制期間，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所，讓我在實踐中得到了很好的鍛煉，增長了許多知識，在此表示學生的謝意。 同時要感謝各位老師在這四年里對我的培養(yǎng)、教育和學業(yè)上的引導。系里同學對我的關心和支持。是他們給 了我前進的動力，使我在學習過程中知難而進，最終取得學業(yè)上的進步和成功。 另外，我還要特別感謝我的父母和我的親人們，感謝他們對我的養(yǎng)育之恩和一直以來對我的支持和鼓勵，他們是我克服困難、不斷前進的精神動力，在這獻上我衷心的祝福和深深的謝意。 青島大學碩士研究生課程《智能傳感器技術》（考查）自選課題 參考文獻 29 參考文獻 [1] 羅維平 .多功能汽車防盜報警器 [J]．武漢 :應用技術 ,20xx(21):2633. [2] 晏敏 ,曾云 ,曾健平 ,顏永紅 .遠程汽車防盜報警系統(tǒng)的設計 [J]．北京 :宇航計測技術 ,20xx(6):1628.