【正文】 2020 年 5 月 高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 任 務(wù) 書 系部 系 專業(yè)年級 班 學(xué)生姓名 任 務(wù) 下 達 日 期： 2020 年 12 月 19 日 畢業(yè)設(shè)計日期： 2020 年 12 月 19日至 2020 年 5 月 19日 畢業(yè)設(shè)計題目： 基于單片機汽車報警器的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計專題題目： 畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求： 內(nèi)容： 本設(shè)計 利用各種傳感器對警情和汽車各部分設(shè)備進行檢測，通過遙控實現(xiàn)汽車防盜報警設(shè)防和撤防。當(dāng)報警器處于設(shè)防狀態(tài)時，若警情采 集電路采集到警情信號時，AT89S51 立即接通報警驅(qū)動電路實現(xiàn)聲光報警，同時 AT89S51 通過無線信號發(fā)射電路發(fā)給車主報警信號，并切斷點火系統(tǒng)的電源。 要求： 本設(shè)計 要求利用各種傳感器對警情和汽車各部分設(shè)備進行檢測，通過遙控實現(xiàn)汽車防盜報警設(shè)防和撤防。 當(dāng)汽車被盜或相應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生故障時， 可以通過遙控電路，防盜檢測電路，輪胎欠壓檢測電路，點火系統(tǒng)電源切斷電源進行報警。 成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 答辯及綜合成績 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性 錯誤 有原則 性錯誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 系部領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績 系部領(lǐng)導(dǎo)小組負責(zé)人： 年 月 日 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的進步，為對付不斷升級的盜車手段和交通事故的曾多，人們研制開發(fā)了不同方式的防盜器和報警器。系統(tǒng)利用各種傳感器對警情和汽車各部分設(shè)備進行檢測，通過遙控實現(xiàn)汽車防盜報警設(shè)防和撤防。車輛行駛中，對汽車各部分各系統(tǒng)工作狀況進行自動檢測，當(dāng)汽車設(shè)備出現(xiàn)不正常時，單片機根據(jù)傳感器檢測到各種警情信號分別進行報警，提醒車主進行處理，避免事故發(fā)生。一般具有四個或四個以上 車輪 ，不依靠 軌道 或架線而在陸地行駛的車輛。全掛車和 半掛車 并無自帶動力裝置，他們與牽引汽車組成 汽車列車 時才屬于汽車范疇。全世界每年汽車銷售量達6000 多萬輛，保有量已超過 4 億輛。人們對機動車輛的使用性能和防盜性能提出了 更高的要求。為了減少汽車事故的發(fā)生率，給擁有汽車的用戶提供安全感 ,研制一種簡單可靠、操作方便 ,能自動檢測汽車各部分狀況，發(fā)現(xiàn)不正常情況能給駕駛員發(fā)出報警提醒和防盜警報的安全系統(tǒng)，具有實際的設(shè)計意義。 GPS 衛(wèi)星定位汽車防盜系統(tǒng)屬 于網(wǎng)絡(luò)式防盜器 ， 它主要靠鎖定點火或起動達到防盜目的，而同時還可通過 GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)，將報警信息和報警車輛所在位置無聲地傳送到報警中心。衛(wèi)星追蹤防盜系統(tǒng)，主要是 汽 車裝備回報系統(tǒng)，經(jīng)由衛(wèi)星屏幕，顯示車輛位置，因此根據(jù)失竊車中有安裝衛(wèi)星追蹤系統(tǒng)者，無不是發(fā)報系統(tǒng)被破壞，即是電源被切斷，使衛(wèi)星無法追蹤 到汽 車的 具體 位置，即失去防盜效用， 而 且價格昂貴，光安裝一套不帶顯示屏的 GPS 就需要花費 60007000 元 ，而每年還需向 GPS 系統(tǒng)服務(wù)公司交納近千元的服務(wù)費，高昂的購買費和使用費讓許多車主望而卻步 ， 經(jīng)濟效益差 [1]。 該多功能報 警器有著經(jīng)濟實用的優(yōu)點 且符合普通大眾的消費水平， 能夠被大多汽車消費者所接受，漸漸成為普通大眾汽車用戶的優(yōu)先考慮 安裝 的報警系統(tǒng)。 其系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：遙控電路、傳感器信號檢測電路，單片機處理電路和聲光報警。汽車報警器用來遙控器實現(xiàn)設(shè)防與撤防的切換。 圖 21 汽車多功能防盜報警器方框圖 89S51 單片機 遙控模塊 震動傳感器 聲音報警驅(qū)動電路 電源 點火系統(tǒng)電源切斷電路 紅外傳感器 溫度傳感器 壓力傳感器 霍爾開關(guān) 無線信號發(fā)射電路 燈光報警驅(qū)動電路 第 4 頁 3 汽車多功能報警器軟件系統(tǒng) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括中央處理單元、電源電路、遙控電路、防盜檢測電路、輪胎欠壓檢測電路、聲光報警和點火系統(tǒng)電源切斷電路組成。 、中央處理單元設(shè)計 AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)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(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 此外， AT89S51 設(shè)計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟 件設(shè)置省電模式。同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 、 89S51 單片機的引腳功能介紹 如圖 31 所示為 89S51 單片機 40 引腳雙列直插形式，各引腳功能如下： P 0 .732P 0 .633P 0 .534P 0 .435P 0 .336P 0 .237P 0 .138P 0 .039V C C40P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728A L E / P R O G30P S E N29E A / V P P31P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .5 / M O S I6P 1 .6 / M I S O7P 1 .7 / S C K8R E S T9P 3 .0 / R X D10P 3 .1 / T X D11P 3 .2 / I N T 012P 3 .3 / I N T 113P 3 .4 / T 014P 3 .5 / T 115P 3 .6 / W R16P 3 .7 / R D17X T A L 218X T A L 119GND20A T 8 9 S 5 1 圖 31 89S51 引腳圖 1 電源和晶振： Vcc—— 運行和程序校驗時加 +5V。 XTAL1—— 輸入到振蕩器的反相放大器。 當(dāng)用外部振蕩器時， XTAL2 不用， XTAL1 接收振蕩器信號。 （ 1）輸入： RST—— 復(fù)位輸入信號，高電平有效。 EA/Vpp—— 片外程序存儲器訪問允許信號，低電平有效。 （ 2）輸入，輸出： ALE/PROG—— 地址鎖存允許信號，輸出。ALE 以 1/6 的振蕩頻率穩(wěn)定速率輸出，可用做對外輸出的時鐘或用于定時。輸入編程脈沖。 （ 3）輸出： PSEN—— 片外程序存儲器選通信號，低電平有效。 PSEN 可以驅(qū)動 8個 LSTTL 負載。這種結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)輸出時可鎖存，即輸出新的數(shù)據(jù)之前，通道口上原數(shù)據(jù)一直保持不變，但對輸入信息是不鎖存的，因此從外部輸入的信息必須保持到取數(shù)指令執(zhí)行完為止。 （ 1） P0口介紹 P0口在訪問外部存儲器時， P0口既是一個真正的雙向數(shù)據(jù)總線口，又是從分時輸出 8位地址口。 在編程校驗期間，用做輸入低位字節(jié)地址。 (3） P2口介紹 P2口也是雙向口。如果沒有系統(tǒng)擴展時，也可以作為用戶的 I/O口使用。外部的程序存儲器 由 PSEN信 號選通，數(shù)據(jù)存儲器則由 WR和 RD讀寫信號選通，因為 216=64k，所以 89S51最大可外接 64kB的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器 (4） P3口介紹 第 6 頁 P3口是個雙功能口，第一功能作通用 I/O口，第二功能是作變異功能用， 為適應(yīng)引腳的第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯，在真正的應(yīng)用電路中，第二功能顯得更為重要。 P3口的輸入輸出及 P3口鎖存器、中斷、定時 /計數(shù)器、串行口和特殊功能寄存器有關(guān)，P3口的第一功能和 P1口一樣可作為輸入輸出端口，同樣具有字節(jié) 操作和位操作兩種方式，在位操作模式下，每一位均可定義為輸入或輸出。根據(jù)以上的介紹我們知道只 有 P1 口是標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 口，所以我們選用 P0口作為數(shù)據(jù)端口， P0 口可逐位分別定義各口線為輸入或輸出線。所以，以下內(nèi)容是對 89S51 單片機的中斷系統(tǒng)的介紹。 2 中斷源：能產(chǎn)生中斷的外部和內(nèi)部事件。通過 引腳輸入。通過 引腳輸入。 (4) TI：定時器 /計數(shù)器 1 溢出中斷請求。當(dāng)串行口完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收時，便請求中斷。當(dāng)這些中斷源請求中斷時，相應(yīng)的標(biāo)志分別有 TCON 和 SCON 中的相應(yīng)位來鎖存。 其中， TCON 和 SCON 只有一部分用于中斷控制。 4中斷的響應(yīng)過程及中斷矢量地址 中斷處理過程可分為 3 個階段：中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。如查詢到某個中斷標(biāo)志為 1，則將在接下來的機器周期 S1 期間按優(yōu)先級進行中斷處理。表 2 既是各個中斷源對應(yīng)的中斷矢量地址。 表 32 中斷源及其 對應(yīng)的矢量地址 中斷源 中斷矢量地址 外部中斷 0（ 0INT ） 0003H 定時器 /計數(shù)器 0（ T0） 000BH 外部中斷 1（ 1INT ） 0013H 定時器 /計數(shù)器 1（ T1） 001BH 串行口中斷（ RI、 TI） 0023H 中斷服務(wù)程序從矢量地址開始執(zhí)行，一直到返回指令 RETI 為止。 5 在編寫中斷服務(wù)程序時應(yīng)注意： （ 1）在中斷矢量地址單元處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令（如 LJMP H），使中斷程序可靈活的安排在 64KB 程序存儲器的任何空間。 （ 3）若要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時禁止更高優(yōu)先級中斷，則可先用軟件關(guān)閉 CPU 中斷或禁止某中斷源中斷，在中斷返回前在開放中斷。 89C51 單片機片內(nèi)有兩個 16位定時器 /計數(shù)器，即定時器 0（ T0）定時器 1（ T1）。 兩個 16 位定時器實際上都是 16 位加 1 計數(shù)器。每個定時器都可由軟件設(shè)置為定時工作方式或計數(shù)工作方式及其他靈活多樣的可控功能方式。 第 8 頁 設(shè)置為定時工作方式時，定時器計數(shù) 89S51 片內(nèi)振蕩器輸出的經(jīng) 12 分頻后的脈沖，即 每個機器周期使定時器（ T0 或 T1）的數(shù)值加 1 直至計滿溢出。 設(shè)置為計數(shù)工作方式時，通過引腳 T0（ ）和 T1（ ）對外部脈沖信號計數(shù)。在每個機器周期的 S5P2 期間采樣 T0 和 T1 引腳的輸入電平，若前一個機器周期采樣值為 1，下一個機器周期采樣值為0，則計數(shù)器加 1。所以，檢測一個 1至 0 的跳變需要兩個機器周期，故最高計數(shù)頻率為振蕩 頻率底 1/24。由此可見，定時器是單片機中效率高而且工作靈活的部