机电一体化毕业设计（论文）-基于单片机的汽车多功能报警器设计.doc

河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文题目：基于单片机的汽车多功能报警器设计学生姓名： 所在院系： 机电学院所学专业： 应用电子技术教育导师姓名： 完成时间：2009 年 5 月 20 日29河南科技学院毕业论文（设计）任务书题目名称 基于单片机的汽车多功能报警器设计学生姓名程彬所学专业应电技术教育学号20040325016指导教师姓名 刘法治所学专业机电一体化职称高级实验师完成期限2008年12月22日 至 2009年6月5日一、论文（设计）主要内容及主要技术指标1.主要内容采用单片机控制技术, 设计汽车多功能报警器。研究内容包括系统结构和控制方案、控制系统硬件设计、控制系统软件设计。2.技术指标（1）系统电源电压要与单片机工作电压相匹配； ；（2）要使单片机的性能价格比较优；（3）传感器要有很好的抗干扰性；（4）系统具有状态转换功能，可随时关闭报警控制系统；（5）系统有很好的抗干扰性，断电时可以保存用户所设定的各种参数二、毕业论文（设计）的基本要求1.毕业设计报告：有400字左右的中英文摘要，正文后有20篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料。3.毕业设计字数在20000字以上。4.结构图和电路图。5.流程图或程序清单。三、毕业论文（设计）进度安排1.2008年12月22日-2009年1月9日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。2. 2009年2月16-2月27日（第1-2周），指导教师审核开题报告、设计方案和英文资料翻译。3. 2009年3月2日-4月24日（第3-10周），毕业设计单元部分设计。4. 2009年4月27日-5月1日（第11周），毕业设计中期检查。5. 2009年5月4日-5月22日（第12-14周），设计仿真、程序调试、线路板制作调试，整理、撰写毕业设计报告。6. 2009年5月25-6月5日（第15-16周）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称 基于单片机的汽车多功能报警器设计学生姓名程彬专业应用电子技术教育学号20040325016指导教师姓名刘法治所学专业机电一体化职称高级实验师完成期限2008年12月22日 至 2009年6月5日一、选题的目的意义汽车是目前人类主要的交通工具，也是现代文明的标志。全世界每年汽车销售量达6000多万辆，保有量已超过4亿辆。在用的车辆越多，但随之而来的交通事故和被盗的汽车也越来越多，造成了人员伤亡及经济财产的损失。人们对机动车辆的使用性能和防盗性能提出了更高的要求。汽车安全成为一个重要的社会问题。为了减少汽车事故的发生率，给拥有汽车的用户提供安全感,研制一种简单可靠、操作方便,能自动检测汽车各部分状况，发现不正常情况能给驾驶员发出报警提醒和防盗警报的安全系统具有实际意义。本系统利用单片机的低成本、高精度、微型化性能及特点设计以其为核心的一种汽车多功能报警器，利用单片机的实时控制和数据处理功能，完成系统对汽车防盗报警、轮胎欠压的检测报警和冷却系统温度检测报警。该多功能报警器有着经济实用的优点且符合普通大众的消费水平，能够被大多汽车消费者所接受，渐渐成为普通大众汽车用户的优先考虑安装的报警系统。二、国内外研究现状20世纪90年代以来，电子信息技术的飞速发展使得电子信息技术、数据通讯技术、传感器技术、控制技术、计算机处理技术和汽车网络技术等有效的应用于汽车报警技术，促进了汽车自动检测的技术和防盗技术的高度智能化、功能多样化。现在有许多国家的汽车制造商研制出了比较先进和实用性很强的汽车防盗报警器，例如美国的钥匙防盗技术，德国的变密码防盗技术，澳大利亚的电子追踪防盗技术，中国方位遥控防盗技术等等，这些都是当今世界上比较流行的汽车防盗技术。目前，市场上的GPS卫星定位系统是目前国内外最先进的防盗装置，GPS系统具有车辆定位、反劫报警、网络防盗、遥控熄火、车内监听、抛锚救援、路况信息、人工导航、车辆查询等多种功能。GPS卫星定位汽车防盗系统属于网络式防盗器，它主要靠锁定点火或起动达到防盗目的，而同时还可通过GPS卫星定位系统，将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到报警中心。电子式汽车报警器是时下最流行而且销售量最大的报警器，无论是发动机盖、行李舱和车门的开启，车辆碰撞，或者有人闯进车厢等状况发生时，警报器都会发出警报声引起车主及他人的注意，车主通过袖珍的遥控器可控制遥控系统；三、主要研究内容1.利用传感器对汽车的各种警情信号进行采集；2.设计出遥控电路，用遥控电路可以对汽车报警器的防盗设防和撤防进行控制；3.控制线路要与其他线路良好对接；4.控制部分根据汽车采集到的各种警情信号，分别驱动声音报警电路、光电报警电路、无线信号发送电路和点火系统电源切断电路进行报警；四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线本设计采用AT89S51单片机和各种传感器的组合，构成汽车多功能报警系统。其系统主要由以下几个部分组成：遥控电路、传感器信号检测电路，单片机处理电路，声光报警和无线报警电路。本设计的汽车多功能防盗报警器工作原理：车辆停放，当报警器处于设防状态时，若警情采集电路采集到警情信号时，AT89S51立即接通报警驱动电路实现声光报警，同时AT89S51通过无线信号发射电路发给车主报警信号，并同时切断点火系统的电源；车辆行驶中，对汽车各部分各系统工作状况进行自动检测，汽车报警器用各种传感器进行数据采集，传感器采集信息数据被送到AT89S51单片机，用AT89S51单片机作为主机对进行检测处理，AT89S51单片机控制电路根据传感器检测到信息做出判断，当某一系统出现故障时，其传感器检测的相应信号，经放大和模数转换后输入单片机，单片机进行比较判断输出信号，驱动报警电路，实现声光报警，以提醒司机及时处理，避免事故发生。汽车报警器用来遥控器实现设防与撤防的切换。五、主要参考文献与资料1 晏敏，曾云，曾健平等.远程汽车防盗报警系统的设计J.宇航计测技术，2004（6）：49512 刘法治，郑竹林. GSM技术在机动车辆报警系统中的应用J.电气应用, 2005, 24（7）：1251273 刘法治，赵明富，宁鹏达.基于单片机的汽车多功能报警系统设计J.自动化仪表，2005,26（8）：21244 刘法治，巴新华，徐君鹏.机动车辆新型报警器智能控制的研究J.农机化研究,2005（6）：1471515 郑泉，曹成茂.汽车轮胎欠压报警器J.安徽科技，1999（10）：45466 张维平.汽车多功能报警器J.电子世界，2000（2）：5l527 刘法治，郑竹林.汽车多功能报警器J.农机化研究，2005（5）：1421448 贾伯年.传感器技术M.南京：东南大学出版社，20039 丁园园，赵维琴.基于MCS51单片机的自动报警系统J.仪表技术，2001（2）：192010 李朝青.单片机原理及接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社，199911 余永权.单片机应用系统的功率接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社，199312 Leon W.CouchII.数字与模拟通信系统M.北京：清华大学出版社，199113 孙涵芳.MCS-51系列单片机原理及应用M.北京：北京航空航天大学出版社，199614 Robert M.Gagliardi.光通信技术与应用M.北京：电子工业出版社，199815 居锦武.计算机并口EPP模式及应用J.自贡师范高等专科学校学报，2003（1）：737516 武树田.汽车多功能报警器J.汽车电器，1999（2）：1517 戴梅萼，史嘉权.微型计算机技术及应用M.北京：清华大学出版社，1996六、 指导教师审批意见签名： 年 月 日河南科技学院毕业论文（设计）课题审核表院（系）名称机电学院专业名称应用电子技术教育指导教师姓名及职称刘法治 高级实验师课题名称基于单片机的汽车多功能报警器设计 课题来源横向联合立题理由和所具备的条件汽车作为现代化的重要交通工具，在国民经济发展过程中发挥着越来越重要的作用。随着越来越多的汽车进入家庭。对汽车使用性能和防盗性能提出了更高的要求，单一功能报警器已不能满足要求。功能多、使用性能强的多功能报警器使用前景广阔。运用运单片机技术，设计具有轮胎欠压报警、制动系统低油压或气压报警、冷却系统冷却液高温报警、润滑系统低油压报警和防盗报警等的多功能汽车报警系统。当汽车被盗或相应系统发生故障时，进行声光报警，以提醒驾驶员及时采取相应措施，避免被盗及事故发生。既具有防盗性能，又能减少故障发生，延长汽车使用寿命。具有重要意义。学院具有单片机、电子技术、自动控制等实验室，且课题老师长期从事这方面的教学与研究，为课题的顺利进行作了必要的准备。教研室审批意见教研室主任签字： 年 月 日毕业论文（设计）工作领导小组审批意见组长签字： 年 月 日注：本表经教务处复审后存院（系）备查。学生姓名程彬班级应教043班指导教师刘法治论文（设计）题目基于单片机的汽车多功能报警器设计目前已完成任务1.已经搜集了一些与本课题相关的文献资料。2.已经完成了对汽车报警器控制结构的总体设计。3.已经完成了对单片机和传感器的选型。是否符合任务书要求进度：是尚需完成的任务1.硬件控制电路的设计。2.控制程序的编制。3.系统功能的调试。能否按期完成论文（设计）：能存在问题和解决办法存在问题1.具体方案还没有确定，需要从几种方案中择优选择。2.控制程序的逻辑结构还不太完善，需要认真考虑各种可能的情况。3.论文中文字内容篇幅过多，需要精简。拟采取的办法1.通过查阅相关资料，结合成本与功能分析，选择最优方案。2.在硬件结构的设计中不断的完善软件结构的设计。3.精简内容，对不重要的，空洞的内容一律删除。指导教师签字日期年 月 日教学院长（主任）意 见 负责人签字： 年 月 日河南科技学院本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表摘 要本文介绍了基于单片机的汽车多功能报警器的设计。系统利用各种传感器对警情和汽车各部分设备进行检测，通过遥控实现汽车防盗报警设防和撤防。当报警器处于设防状态时，若警情采集电路采集到警情信号时，AT89S51立即接通报警驱动电路实现声光报警，同时AT89S51 通过无线信号发射电路发给车主报警信号，并切断点火系统的电源。车辆行驶中，对汽车各部分各系统工作状况进行自动检测，当汽车设备出现不正常时，单片机根据传感器检测到各种警情信号分别进行报警，提醒车主进行处理，避免事故发生。关键词：AT89S51，传感器，遥控模块，报警Based on Single-chip Microcomputermulti-function car alarmAbstractThis article introduced based on Single-chip Microcomputer multi-function car alarm. System uses various sensors to test the theft situation and working circumstance of Automotive various parts equipment, automobile anti-thief alarms opening and with closure through remote control. When automobiles anti-thief alarm is opening, if the automobile alarm had discovered some people steal the automobile, the Single-chip Microcomputer circuit control sound alarm circuit sends forth the warning at once, simultaneously Single-chip Microcomputer controls the wireless signal circuit to sends forth the alarm, simultaneously shuts off ignition systems power source. When the vehicle driving. Make use of sensor versus the auto plant working condition proceed automatic measurement, when the auto plant has abnormally work, the Single-chip Microcomputer has proceed respectively alarm according to the signal of the sensor, reminds the driver to carry on the processing, avoids happen the accident.Keywords：AT89S51, Sensor, Remote control, Alarm目 录1 引言12 汽车多功能防盗报警器总体方案设计12.1 汽车多功能报警器的设计思想12.2 汽车多功能报警器的设计方案12.3 汽车多功能防盗报警器的总体框图23 系统的具体设计与实现23.1 中央处理单元设计23.1.1 89S51单片机的引脚功能介绍33.1.2 89S51单片机的中断系统53.1.3 定时器/计数器73.1.4 89S51单片机的外围电路的设计73.2 电源电路设计83.3 遥控模块设计93.3.1 PT2262/PT2272介绍93.3.2 遥控控制电路设计123.4 汽车防盗报警设计133.5 汽车轮胎欠压检测设计153.5.1 汽车轮胎欠压报警器的设计难点及其解决办法153.5.2 压力传感器的结构和工作原理153.5.3 霍尔效应开关163.6 冷却系统温度检测设计173.7 报警驱动电路、切断点火系统电源设计193.8 无线报警设计204 汽车多功能报警器软件系统225 结束语23致谢24参考文献25附录1 电路总图26附录2 程序清单271 引言汽车是目前人类主要的交通工具，也是现代文明的标志。全世界每年汽车销售量达6000多万辆，保有量已超过4亿辆。在用的车辆越多，但随之而来的交通事故和被盗的汽车也越来越多，造成了人员伤亡及经济财产的损失。人们对机动车辆的使用性能和防盗性能提出了更高的要求。汽车安全成为一个重要的社会问题。为了减少汽车事故的发生率，给拥有汽车的用户提供安全感,研制一种简单可靠、操作方便,能自动检测汽车各部分状况，发现不正常情况能给驾驶员发出报警提醒和防盗警报的安全系统，具有实际的设计意义。2 汽车多功能防盗报警器总体方案设计2.1 汽车多功能报警器的设计思想目前，市场上的GPS卫星定位系统是目前国内外最先进的防盗装置，GPS系统具有车辆定位、反劫报警、网络防盗、遥控熄火、车内监听、抛锚救援、路况信息、人工导航、车辆查询等多种功能。GPS卫星定位汽车防盗系统属于网络式防盗器，它主要靠锁定点火或起动达到防盗目的，而同时还可通过GPS卫星定位系统，将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到报警中心。专家提醒，这种防盗技术名字叫起来很响亮，虽然有防盗的作用，但使用起来不是很实用，而且价格也昂贵，实际功用不大。卫星追踪防盗系统，主要是汽车装备回报系统，经由卫星屏幕，显示车辆位置，因此根据失窃车中有安装卫星追踪系统者，无不是发报系统被破坏，即是电源被切断，使卫星无法追踪到汽车的具体位置，即失去防盗效用，而且价格昂贵，光安装一套不带显示屏的GPS就需要花费6000-7000元，而每年还需向GPS系统服务公司交纳近千元的服务费，高昂的购买费和使用费让许多车主望而却步，经济效益差1。利用单片机的低成本、高精度、微型化性能及特点设计以其为核心的一种汽车多功能报警器，利用单片机的实时控制和数据处理功能，完成系统对汽车防盗报警、轮胎欠压的检测报警和冷却系统温度检测报警。该多功能报警器有着经济实用的优点且符合普通大众的消费水平，能够被大多汽车消费者所接受，渐渐成为普通大众汽车用户的优先考虑安装的报警系统。2.2 汽车多功能报警器的设计方案该多功能汽车防盗报警器，采用AT89S51单片机和各种传感器的组合，构成汽车多功能报警系统。其系统主要由以下几个部分组成：遥控电路、传感器信号检测电路，单片机处理电路，声光报警和无线报警电路。本设计的汽车多功能防盗报警器工作原理：车辆停放，当报警器处于设防状态时，若警情采集电路采集到警情信号时，AT89S51立即接通报警驱动电路实现声光报警，同时AT89S51通过无线信号发射电路发给车主报警信号，并同时切断点火系统的电源；车辆行驶中，对汽车各部分各系统工作状况进行自动检测，汽车报警器用各种传感器进行数据采集，传感器采集信息数据被送到AT89S51单片机，用AT89S51单片机作为主机对进行检测处理，AT89S51单片机控制电路根据传感器检测到信息做出判断，当某一系统出现故障时，其传感器检测的相应信号，经放大和模数转换后输入单片机，单片机进行比较判断输出信号，驱动报警电路，实现声光报警，以提醒司机及时处理，避免事故发生。汽车报警器用来遥控器实现设防与撤防的切换。2.3 汽车多功能防盗报警器的总体框图汽车多功能防盗报警器由电源电路、传感器检测电路、遥控电路、声光报警器电路、点火系统电源切断电路、无线报警电路和单片机组成。图1为汽车多功能防盗报警器方框图。89S51单片机遥控模块震动传感器声音报警驱动电路电源点火系统电源切断电路红外传感器温度传感器压力传感器霍尔开关无线信号发射电路灯光报警驱动电路图1 汽车多功能防盗报警器方框图3 系统的具体设计与实现系统的硬件设计包括中央处理单元、电源电路、遥控电路、防盗检测电路、轮胎欠压检测电路、冷却系统温度检测、无线信号发送电路、声光报警和点火系统电源切断电路组成。系统的总体电路见附录1。3.1 中央处理单元设计AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。本次设计是用89S51单片机为核心实现报警控制，所以我们要先对89S51的各个引脚及其功能有一个全面的认识。3.1.1 89S51单片机的引脚功能介绍如图2所示为89S51单片机 40引脚双列直插形式，各引脚功能如下：图2 89S51引脚图1 电源和晶振：Vcc运行和程序校验时加+5V。Vss接地。XTAL1输入到振荡器的反相放大器。XTAL2反相放大器的输出，输入到内部时钟发生器。当用外部振荡器时，XTAL2不用，XTAL1接收振荡器信号。2 控制线，共4根。（1）输入：RST复位输入信号，高电平有效。在振荡器工作时，在RST上作用两个机器周期以上的高电平，将器件复位。EA/Vpp片外程序存储器访问允许信号，低电平有效。在编程时，其上施加21V的编程电压。（2）输入，输出：ALE/PROG地址锁存允许信号，输出。用做片外存储器访问时，低字节地址锁存。ALE以1/6的振荡频率稳定速率输出，可用做对外输出的时钟或用于定时。在EPROM编程期间，作输入。输入编程脉冲。ALE可以驱动8个LSTTL负载。（3）输出：PSEN片外程序存储器选通信号，低电平有效。在从片外程序存储器取指期间，在每个机器周期中，当PSEN有效时，程序存储器的内容被送上P0口（数据总线）。PSEN可以驱动8个LSTTL负载。3 I/O口：4个口，32根单片机51系列共有四个8位双向并行I/O通道口，分别是P0、P1、P2、P3，各具有特殊的电路结构，每位均有自己的锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。这种结构，在数据输出时可锁存，即输出新的数据之前，通道口上原数据一直保持不变，但对输入信息是不锁存的，因此从外部输入的信息必须保持到取数指令执行完为止。在这四个8位双向并行I/O通道口中，我们应该选择哪一个通道口作为输入信号和输出信号的端口呢？下面我们先来了解一下四个通道口的结构。（1）P0口介绍 P0口在访问外部存储器时，P0口既是一个真正的双向数据总线口，又是从分时输出8位地址口。它包括一个输出锁存器，两个三态缓冲器，一个输出驱动电路和一个输出控制电路(2）P1口介绍 P1口是专门为用户使用的I/O口，是准双向口，P1口为8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口。在编程校验期间，用做输入低位字节地址。P1口可以驱动4个LSTTL负载。(3）P2口介绍 P2口也是双向口。它是供系统扩展时输出高8位地址。如果没有系统扩展时，也可以作为用户的I/O口使用。P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8-AB15，P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。外部的程序存储器由PSEN信号选通，数据存储器则由WR和RD读写信号选通，因为216=64k，所以89S51最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器(4）P3口介绍P3口是个双功能口，第一功能作通用I/O口，第二功能是作变异功能用，为适应引脚的第二功能的需要，增加了第二功能控制逻辑，在真正的应用电路中，第二功能显得更为重要。由于第二功能信号有输入输出两种情况，我们分别加以说明。P3口的输入输出及P3口锁存器、中断、定时/计数器、串行口和特殊功能寄存器有关，P3口的第一功能和P1口一样可作为输入输出端口，同样具有字节操作和位操作两种方式，在位操作模式下，每一位均可定义为输入或输出。表1 P3口的第二功能端口引脚功能特征P3.0串行输入口（RXD）P3.1串行输出口(TXD)P3.2外中断0(INT0)P3.3外中断1(INT1)P3.4定时/计数器0的外部输入口(T0)P3.5定时/计数器1的外部输入口(T1)P3.6外部数据存储器写选通(WR)P3.7外部数据存储器读选通(RD)现在我们已经对四个8位双向并行I/O口有了初步的了解。根据以上的介绍我们知道只有P1口是标准的I/O口，所以我们选用P0口作为数据端口，P0口可逐位分别定义各口线为输入或输出线。3.1.2 89S51单片机的中断系统本次毕业设计的汽车多功能报警器是利用外部中断触发单片机中断处理程序，以实现防盗报警的功能。所以，以下内容是对89S51单片机的中断系统的介绍。1 中断：程序执行过程中，允许外部或内部事件通过硬件打断程序的执行，使其转向为处理内部事件的中断服务程序中去；完成中断服务的程序后，CPU继续原来被打断的程序，这样的过程称为中断过程。2 中断源：能产生中断的外部和内部事件。89S51有5个中断源：(1) INT0：外部中断0请求，低电平有效。通过P3.2引脚输入。(2) INT1：外部中断1请求，低电平有效。通过P3.3引脚输入。(3) T0：定时器/计数器0溢出中断请求。(4) TI：定时器/计数器1溢出中断请求。(5) TXD/RXD：串行口中断请求。当串行口完成一帧数据的发送或接收时，便请求中断。每一个中断源都对应一个中断请求标志位，它们设置在特殊功能寄存器TCON和SCON中。当这些中断源请求中断时，相应的标志分别有TCON和SCON中的相应位来锁存。3 89S51中断系统有以下4个特殊功能寄存器：（1）定时器控制寄存器TCON（用6位）；（2）串行口控制寄存器SCON（用2位）；（3）中断允许寄存器IE；（4）中断优先级寄存器IP。其中，TCON和SCON只有一部分用于中断控制。通过对以上各特殊功能寄存器的各位进行置位或复位等操作，可实现各种中断控制功能。4中断的响应过程及中断矢量地址 中断处理过程可分为3个阶段：中断响应、中断处理和中断返回。89C51的CPU在每个机器周期的S5P2期间顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志。如查询到某个中断标志为1，则将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理。中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。表2既是各个中断源对应的中断矢量地址。由于89S51系列单片机的两个相邻的中断源中断服务程序入口地址相距只有八个单元，一般的中断服务程序是容纳不下的，通常是在相应的中断服务程序入口地址中放一条常跳转指令LJMP，这样就可以转到64KB任何可用区域了。表2 中断源及其对应的矢量地址中断源中断矢量地址外部中断0（）0003H定时器/计数器0（T0）000BH外部中断1（）0013H定时器/计数器1（T1）001BH串行口中断（RI、TI）0023H中断服务程序从矢量地址开始执行，一直到返回指令RETI为止。RETI指令的操作一方面告诉中断系统该中断服务程序已执行完毕，另一方面把原来压入堆栈保护断点地址从栈顶弹出，装入程序寄存器PC，使程序返回到被中断的程序断点处继续执行。5 在编写中断服务程序时应注意：（1）在中断矢量地址单元处存放一条无条件转移指令（如LJMP H），使中断程序可灵活的安排在64KB程序存储器的任何空间。（2）在中断服务程序中，用户应注意用软件保护现场，以免中断返回后丢失原寄存器、累加器中的信息。（3）若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，则可先用软件关闭CPU中断或禁止某中断源中断，在中断返回前在开放中断。3.1.3 定时器/计数器定时器/计数器是单片机中重要部件，其工作方式灵活、编程简单。89C51单片机片内有两个16位定时器/计数器，即定时器0（T0）定时器1（T1）。它们都有定时和事件记数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合。两个16位定时器实际上都是16位加1计数器。其中，T0由两个8位特殊功能寄存器TH0和TL0构成；T1由TH1和TL1构成。每个定时器都可由软件设置为定时工作方式或计数工作方式及其他灵活多样的可控功能方式。这些功能都由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。设置为定时工作方式时，定时器计数89S51片内振荡器输出的经12分频后的脉冲，即每个机器周期使定时器（T0或T1）的数值加1直至计满溢出。当89S51采用12MHZ晶振时，一个机器周期为1us，计数频率为1MHZ。设置为计数工作方式时，通过引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）对外部脉冲信号计数。当输入脉冲信号产生由1至0的下降沿时，定时器的值加1。在每个机器周期的S5P2期间采样T0和T1引脚的输入电平，若前一个机器周期采样值为1，下一个机器周期采样值为0，则计数器加1。此后的机器周期S3P1期间，新的数值装入计数器。所以，检测一个1至0的跳变需要两个机器周期，故最高计数频率为振荡频率底1/24。不管是定时还是计数工作方式，定时器T0或T1在对内部时钟或对外部事件计数时，不占用CPU时间，除非定时器/计数器溢出，才可能中断CPU的当前操作。由此可见，定时器是单片机中效率高而且工作灵活的部件。3.1.4 89S51单片机的外围电路的设计本毕业设计的89S51单片机控制电路的外接电路包括单片机的晶振电路、复位电路。89S51单片机内含有一个高增益的反相放大器，通过 XTAL1、XTAL2 外接作为反馈元件的晶体后，构成自激振荡器，所以89S51单片机正常工作时需要外接晶振和微调电容，本设计的单片机的晶振电路的外围电路由一个12MHZ的晶振和两个33PF的电容组成。本设计的复位电路采用最简单的上电复位电路，上电复位电路的工作原理为：上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出现正脉冲，只要RST端保持10MS以上高电平，就能使单片机有效地复位2。图3 89S51单片机的外接电路本系统还采用硬件看门狗电路，以解决因程序跑飞而使系统不能正常工作的问题，提高系统的可靠性。为此，使用MAX813L来设计单片机监控电路，以保证系统可靠运行。其基本原理：MAX813L有一个看门狗输入和复位输出端，单片机必须每隔 1.6S之内向输入端（WDI）送入一信号（称为喂狗信号）；若超过要求时间，MAX813L收不到喂狗信号，其复位输出端（RESET）将产生一复位信号。当程序跑飞时，程序已无法正常运行即不可能在要求的时间内向 MAX813L发送喂狗信号，从而看门狗产生复位信号使单片机复位，重新返回程序正常运行。它与单片机的连接电路如图3 所示。3.2 电源电路设计汽车报警器的电源采用汽车蓄电池供电，汽车蓄电池提供12V的直流电压，12V蓄电池电压经过7805稳压后产生5V电压，作为汽车报警器器的主电源。电容C2作为高频旁路电容，将高频信号旁路到地。同样电容C3为滤波电容，C4为高频旁路电容。R1为限流电阻，LED1为5V电源指示灯。电源电路原理图如图4所示。图4 电源电路（1）单片机AT89S51正常工作所需的+5V电压。该电源电路的输出电流应该不低于100mA，试验证明，当电流低于100mA时，外围电路不能正常工作，甚至导致单片机中程序的误动作。（2）报警驱动电路正常工作时所需要的+12V工作电压。该电压一方面作为PWM输出电路的工作电压，单片机输出的矩形波进行足够的放大。另一方面为报报警驱动电路提供正常工作电压。3.3 遥控模块设计本系统的遥控模块主要完成报警状态的切换功能。报警状态的切换功能是当用户在车上时可以将报警器设为撤防状态，以免误操作；当用户离开车时将报警器设为设防状态，实现无人时的报警。本文采用PT2262 /PT2272红外编码/解码芯片组实现对系统的遥控功能3。3.3.1 PT2262/PT2272介绍PT2262/PT2272 是台湾普城公司生产的一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272 最多可有 12 位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262 最多可有 6 位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262 不接通电源，其17 脚为低电平，所以 315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第 17 脚输出经调制的串行数据信号，当17 脚为高电平期间 315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于 PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100的调幅。PT2262/PT2272特点：CMOS工艺制造，低功耗；外部元器件少；RC 振荡电阻 ；工作电压范围宽：2.6-15v ；数据最多可达6位；地址码最多可达531441种。（1）编码芯片PT2262PT2262的外形图和引脚如图5所示。图5 PT2262外形图和引脚表3 PT2262 管脚说明名称管脚说 明A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空)；D0-D57-8、10-13数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉Vcc18电源正端（）Vss9电源负端（）TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC116振荡电阻输入端，与 OSC2 所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；Dout17编码输出端（正常时为低电平）在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。（2）解码芯片PT2272PT2272的外形图和引脚如图6所示。图6 PT2272外形图和引脚表4 PT2272 管脚说明名称管脚说 明A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与 2262 一致,否则不解码D0-D57-8、10-13地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与 2262 一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换Vcc18电源正端（）Vss9电源负端（）DIN14数据信号输入端，来自接收模块输出端OSC116振荡电阻输入端，与 OSC2 所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；VT17解码有效确认,输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）PT2272 解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M 表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的 6 和4 表示有几路并行的控制通道，当采用 4 路并行数据时（PT2272-M4)，对应的地址编码应该是 8 位，如果采用 6 路的并行数据时(PT2272-M6)，对应的地址编码应该是 6 位。在通常使用中，我们一般采用 8 位地址码和 4 位数据码，这时编码电路 PT2262 和解码PT2272 的第18 脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3 的8 次方为 6561，所以地址编码不重复度为 6561 组，只有发射端 PT2262 和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的 PT2262 和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将 PT2262 和 PT2272 的 18 脚设置相同即可，例如将发射机的 PT2262 的第1 脚接地第 5 脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的 PT2272 只要也第 1 脚接地第 5 脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的 D1D4 端输出约 4V 互锁高电平控制号信，同时 VT 端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。3.3.2 遥控控制电路设计遥控模块电路设计如图7和图8所示。图7 发射电路发射电路如图7所示，编码芯片PT2262的发射位使能端TE始终接地，使数据在任何时刻输入均有效、当按下S1、S2、S3和S4键时，DOUT端正常输出，不受任何限制。接收电路如图8所示，红外接收选用SBX1610。它是红外放大、解调一体化组件成品，当SBX1610的感光窗接收到由发射器发来的红外线调制信号时，经内部电路处理后，从AI的OUT端输出，经三极管VT2放大倒相后，送到解码芯片PT2272的DIN端，本设计的解码芯片PT2272采用具有锁存输出的有PT2272L4芯片，解码正确时，VT端输出。此时，解码芯片PT2272L4的数据输出端与编码芯片PT2262的输入相一致。本设计采用S1作为汽车报警器的防盗设置按键，任意按下S2、S3和S4中的一个键是汽车报警器的撤防操作，单片机定时检测P1.2口线，当检测到有信号输入时，就停止主程序的循检工作，再次检测到信号时恢复主程序工作。因为，系统的遥控电路只用来完成设防撤防的切换，硬件电路可以简化。图8 接收电路3.4 汽车防盗报警设计当车辆停放时，车主用遥控器启动汽车报警器的防盗设置，报警器处于设防状态。如果有人企图打开车门进入车内启动汽车时，汽车报警器的震动传感器和热释电红外探测传感器两路传感器同时采集到警情信号，经与非门电路输出警情信息给89S51单片机，单片机通过判断处理后，输出信号进行声光报警，同时切断点火系统的电源，并把报警信息通过无线信号发射电路发给车主报警；当报警器处于撤防状态时，不响应此报警信息4。本设计采用的震动传感器是国产T968A 型“一体化”微震动传感器。国产T968A型“一体化”微震动传感器采用塑料壳封装，外形如同半个椭圆体，见图9（a）所示在外壳正面右上角有一发光二极管，用作通电指示；左上角有一灵敏度调节孔，里面实际上是一个微调电位器，调节它的阻值可改变探测震动的灵敏度，以满足不同场合需求。引出线为一根长约1.2m的双芯屏蔽线，红色线接电源“+”极，白色线 为输出端OUT，屏蔽皮网线（套有一小段黑色塑管）接电源“-”极，T968A的内部电路功能框图见图9（b）所示，其特点是：灵敏度高，并可随时调节探侧震动的灵敏度，以满足不同场合需求；能全方位探测，无死角；输出为正极性高电平脉冲，能直接与晶体管及数字逻辑电路接口；外壳小巧坚固，能在各种恶劣环境下使用。T968A的主要电参数为工作电压5-12V，静态工作电流2.5mA；传输方式为正为正极性震动脉冲，输出电平Vcc（工作电压0）1V，可探测震动的频率范围100-3000Hz。图9 T968A型“一体化”微震动传感器红外探测传感器选用新型热释电红外探测模块HN911L。采用新工艺制作的HN911系列红外传探测模块，由于在结构上采用了微型化、设计上突出了对信号处理电路和抗干扰能力的改善，其抗干扰性能，特别是在抗电磁波性能方面，得到很大提高。HN911L模块的静电流仅为20uA，电源电压为DC 5V10，电源不大于VDD0.02V,传感响应度大于2500V/W，传感水平角度大于100，传感垂直角度大于80。HN911L 内电路包括高灵敏度红外传感器、放大器、信号处理电路、输出电路等。当防范区无人移动，即红外探测器件没有接到移动人体辐射出的红外信号时，整个模块处于静止状态，此时耗能极少，其输出端脚呈低电平，脚呈高电平；当有人接近汽车进入车内时，移动人体发出的红外线，热释电红外传感器遥测移动人体发出的该微热红外信号，送入HN911L，通过放大、滤波后，由比较电路进行比价鉴别，再经信号处理电路处理和延时后，由驱动级在输出端输出放大后的高、低电平信号。该模块中的放大器具有“增益调节”功能和温度补偿功能。这主要是考虑到在红外探测器工作