基于单片机的多功能汽车防盗系统(共71页)

1、本科毕业设计(shj)论文题 目 基于单片机的多功能汽车防盗(fn do)系统Based on Single-chip Microcomputer multi-function car alarm专业(zhuny)名称 学生姓名 指导教师 毕业时间 设计论文 毕业(b y) 任务书一、题目(tm)基于单片机的多功能汽车(qch)防盗系统二、指导思想和目的要求汽车是目前人类主要的交通工具，也是现代文明的标志。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

2、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。三、主要技术指标发动机温度监测：测量范围为 -55 + 125 ； 在 -10+ 85C 范围内，精度为 0.5C 。轮胎压力监测：压力探测精度0.017Bar 工作压力范围0 - 4.5Bar。无线报警 ：工作频率433MHz 发送距离0-2km 四、进度和要求第1-2周：查阅参考文献和相关资料。通过反复阅读，弄清研究对象的基本原理。第3-4周：完成论文的前言及第一章总体结构的设计。第5-6周：构建论文硬件部分的主体结构，

3、选择适合本文的中央处理器，了解处理器的主要指标。第7-8周：完成系统电源，遥控等模块的设计(shj)，并构建传感器系统。第9-10周：搜集各种传感器的资料(zlio)，完成整个传感器系统。第11-12周：完成(wn chng)报警电路的设计。第13-14周：完成整个系统及几个重要模块的流程图设计并一同完成结束语致谢等论文最后部分。第15-16周：完成论文的修改工作，确定终稿。打印装订，准备论文答辩五、主要参考书及参考资料1.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, 20052.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，20053.郑泉

4、，曹成茂.汽车轮胎欠压报警器J.安徽科技，19994.丁园园，赵维琴.基于MCS51单片机的自动报警系统J.仪表技术，20015.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，19996.池保忠. 基于单片机的汽车防盗报警系统设计. 科教文汇，20067.郭梯云，李建东等. 移动通信（第四版）. 西安: 西安电子科技大学出版社, 20068.徐凡.基于GSM 的汽车定位防盗系统研究D。武汉：武汉理工大学,20079.张春页.基于手机模块TC35 的单片机短消息收发系统J.电子技术,200310.何立民.单片机应用系统设计M.北京：航空航天大学出版社,200711.刘法治，巴新华

5、，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,200512.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，1996学生(xu sheng) _ 指导(zhdo)教师 _ 系主任 _西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 PAGE 80目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc294907125 摘 要 PAGEREF _Toc294907125 h 2 HYPERLINK l _Toc294907126 ABSTRACT PAGEREF _Toc294907126 h 3 HYPERLINK l _Toc294907127 前

6、 言 PAGEREF _Toc294907127 h 4 HYPERLINK l _Toc294907128 第1章 汽车防盗(fn do)系统的总体设计 PAGEREF _Toc294907128 h 6 HYPERLINK l _Toc294907129 1.1 汽车(qch)多功能报警器的设计思想 PAGEREF _Toc294907129 h 6 HYPERLINK l _Toc294907130 1.2 汽车(qch)报警器的设计方案 PAGEREF _Toc294907130 h 6 HYPERLINK l _Toc294907131 1.3 汽车防盗报警框图 PAGEREF _T

7、oc294907131 h 7 HYPERLINK l _Toc294907132 第2章 汽车防盗系统硬件设计 PAGEREF _Toc294907132 h 8 HYPERLINK l _Toc294907133 2.1中央处理单元设计 PAGEREF _Toc294907133 h 8 HYPERLINK l _Toc294907134 2.1.1 单片机与DSP的比较 PAGEREF _Toc294907134 h 8 HYPERLINK l _Toc294907135 2.1.2 单片机的选择 PAGEREF _Toc294907135 h 10 HYPERLINK l _Toc29

8、4907136 2.1.3 89S51单片机的引脚功能介绍 PAGEREF _Toc294907136 h 11 HYPERLINK l _Toc294907137 2.1.4 89S51单片机的中断系统 PAGEREF _Toc294907137 h 13 HYPERLINK l _Toc294907138 2.1.5定时器/计数器 PAGEREF _Toc294907138 h 15 HYPERLINK l _Toc294907139 2.1.6 89S51单片机的外围电路的设计 PAGEREF _Toc294907139 h 16 HYPERLINK l _Toc294907140 2.

9、2 电源电路设计 PAGEREF _Toc294907140 h 19 HYPERLINK l _Toc294907141 2.3遥控模块设计 PAGEREF _Toc294907141 h 19 HYPERLINK l _Toc294907142 2.3.1 PT2262/PT2272介绍 PAGEREF _Toc294907142 h 20 HYPERLINK l _Toc294907143 2.3.2遥控控制电路设计 PAGEREF _Toc294907143 h 23 HYPERLINK l _Toc294907144 2.4 传感器系统 PAGEREF _Toc294907144 h

10、 24 HYPERLINK l _Toc294907145 2.4.1 加速度传感器 PAGEREF _Toc294907145 h 25 HYPERLINK l _Toc294907146 2.4.2 压力传感器 PAGEREF _Toc294907146 h 30 HYPERLINK l _Toc294907147 2.4.3 温度传感器 PAGEREF _Toc294907147 h 33 HYPERLINK l _Toc294907148 2.4.4 震动传感器 PAGEREF _Toc294907148 h 36 HYPERLINK l _Toc294907149 第3章 报警控制电

11、路 PAGEREF _Toc294907149 h 43 HYPERLINK l _Toc294907150 3.1 基于GSM 网络防盗 PAGEREF _Toc294907150 h 43 HYPERLINK l _Toc294907151 3.1.1 TC35i模块详细资料 PAGEREF _Toc294907151 h 44 HYPERLINK l _Toc294907152 3.1.2 TC35I的外围电路设计。 PAGEREF _Toc294907152 h 46 HYPERLINK l _Toc294907153 3.1.3 TC35i与AT89C51的连接电路 PAGEREF

12、_Toc294907153 h 49 HYPERLINK l _Toc294907154 3.2 报警驱动电路、切断点火系统 PAGEREF _Toc294907154 h 50 HYPERLINK l _Toc294907155 3.3无线报警设计 PAGEREF _Toc294907155 h 51 HYPERLINK l _Toc294907156 第4章 软件系统 PAGEREF _Toc294907156 h 56 HYPERLINK l _Toc294907157 4.1 系统总体流程图 PAGEREF _Toc294907157 h 56 HYPERLINK l _Toc2949

13、07158 4.2 部分模块流程图 PAGEREF _Toc294907158 h 57 HYPERLINK l _Toc294907159 4.2.1 热传感器流程图 PAGEREF _Toc294907159 h 57 HYPERLINK l _Toc294907160 4.2.2 短消息发送模块 PAGEREF _Toc294907160 h 58 HYPERLINK l _Toc294907161 结论、讨论和建议 PAGEREF _Toc294907161 h 60 HYPERLINK l _Toc294907162 致 谢 PAGEREF _Toc294907162 h 61 HY

14、PERLINK l _Toc294907163 参考文献 PAGEREF _Toc294907163 h 62 HYPERLINK l _Toc294907164 毕业设计小结 PAGEREF _Toc294907164 h 63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(shfng)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及发送短信到车主手机报警，并切断点火系统的电源。车辆行驶中，对汽车

15、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。关键字 AT89S51，传感器，遥控模块(m kui)，报警ABSTRACT This 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 part

16、s 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

17、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 p

18、lant 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.KEY WORDS： AT89S51, Sensor, Remote control, Alarm前 言 随着(su zhe)我国的经济不断高速发展，人民生活水平的提高，汽车逐渐进入家庭。但是汽车（特

19、别是轿车）每年的偷、盗、抢案(qin n)越来越多。据不完全统计，全国每天有近千辆车被盗被抢，这给企业、事业单位和个人带来很大损失和不便，同时也给保险公司带来每年几百亿人民币的损失。这样严峻的情势，迫使车主及保险公司都在迫切地寻求(xnqi)一种安全、快捷而有效的反偷、盗、抢车辆手段。并且随着私有车的高速增长这必将成为一个值得关注的社会问题。汽车防盗器是一种安装在车上，用来增加盗车难度延长盗车时间的装置，是汽车的保护神。它与汽车上的电路配接在一起，从而可以起到防止车辆被盗、被破坏，以达到保护汽车的目的。汽车防盗器按其结构和功能可以分为四大类：机械式、电子式、芯片式和网络式。机械锁是最常见也是最

20、早的汽车防盗器，现阶段在高中档汽车中几乎不被使用，即便是低档汽车也已经很少单独使用，主要和电子式、芯片式联合使用，主要分为方向盘锁和变速箱锁两大类。其中方向盘锁在使用时，主要是将方向盘与制动脚踏板连接一起，使方向盘不能作大角度转向及不能制动汽车。而安装变速箱锁是在换挡杆附近安装变速锁，可使变速箱不能换挡。在现阶段，应用最广泛的是电子式防盗锁。机械防盗装置是预防汽车被盗的装置，但这种装置不能防止他人进入驾驶室、车内，打开行李箱、发动机罩或起动发动机等。而电子防盗装置不仅能可靠地防止汽车被盗，而且能防止他人拆卸某些汽车零件和进入车内。电子防盗报警器(也称微电脑汽车防盗器)，是目前使用最广泛的类型，

21、包括插片式、按键式和遥控式等电子式防盗器。它主要是靠锁定点火或起动系统来达到防盗的目的，同时具有声音报警功能。芯片式数码防盗器基本原理是锁住汽车的马达、电路和油路，在没有芯片钥匙的情况下无法启动车辆。数字化的密码重码率极低，而且要用密码钥匙接触车上的密码锁才能开锁，杜绝了被扫描的弊病。网络防盗是指通过网络来实现汽车的开关门、启动马达、截停汽车、汽车的定位以及车辆会根据车主的要求提供远程的车况报告等功能。网络防盗主要是突破了距离的限制。在网络式防盗方面，美国、日本、德国、加拿大等国家和地区在开发轿车导航系统方面已广泛采用了GPS技术，在汽车防盗方面应用GPS技术也已取得很好效果。GPS具有车辆定

22、位、反劫报警、网络防盗、遥控熄火、车内监听、抛锚救援、人工导航等多种功能；GPS具有技术先进、市场潜力大、社会和经济效益高等特点。同发达国家相比，我国在汽车网络式防盗方面的研究已经起步并已取得较快进展，但目前一些公司还只是利用GPS的定位功能，将GPS技术应用于汽车防盗的研究仍有待进一步的发展。随着经济的飞速发展，汽车作为人类重要的交通工具正在迅速增加。然而，现代科技的发展促使犯罪分子的作案手段不断提高(t go)，汽车被盗事件也越来越多。为了防止汽车被盗，科研工作者们研制开发了很多汽车防盗新产品，各种防盗装置相继产生并被广泛运用。第1章 汽车(qch)防盗系统的总体设计1.1 汽车多功能报警

23、器的设计(shj)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(nggu)，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

24、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，而每年还需向GPS系统服务公司交纳服务费，高昂的购买费和使用费让许多车主望而却步。利用单片机或DSP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。1.2 汽车(qch)报警器的设计方案该多功能汽车(qch)防盗报警器，采用AT89S51单片机和各种传感

25、器的组合，构成汽车多功能报警系统(xtng)。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，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，若有人试图砸玻璃实施盗车或抢夺车内财物时，玻璃破碎引起震动传感器的变化；若有人试图将整车搬移或拖行的时候，会引起倾角的变化，而倾角的变化可以通过加速度传感器感知，当采集电路采集到以上警情信号时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，通过GSM系统给车主发短信通知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

26、动检测，汽车报警器用各种传感器进行数据采集，若轮胎出现漏气情况，会引起压力传感器的变化；行驶中或启动车辆时，若发动机温度出现异常，会引起温度传感器的变化，传感器采集到以上信息数据会送到AT89S51单片机，用AT89S51单片机作为主机进行检测处理，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。遥控电路主要完成报警状态的切换功能。1.3 汽车防盗(fn do)报警框图振动传感器加速度传感器压力传感器传感器系统温度传感器

27、电源遥控模块中央处理器声光报警驱动电路无线信号发射电路点火系统电源切断电路GSM短信报警电路图 1-1汽车(qch)防盗报警器方框图第2章 汽车防盗系统硬件(yn jin)设计2.1中央处理单元设计2.1.1 单片机与DSP的比较1单片机的简介所谓单片机就是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM)、时钟、定时/计数器、多种功能的串行和并行I/O口。除了以上基本功能外，有的还集成有A/D、D/A。单片机一般具有如下主要特点：（1）适合实时控制和操作任务（2）可预测的执行周期 （3）擅长(shnchng)中断处理，特别是外部异步事件（4）比较(bjio)多的I/O功能

28、（5）程序(chngx)较大 （6）丰富的片上外设.DSP的简介DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，有自己的完整指令系统，是以数字信号来处理大量信息的器件。一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等，在其外围还可以连接若干存储器，并可以与一定数量的外部设备互相通信，有软、硬件的全面功能，本身就是一个微型计算机。DSP采用的是哈佛设计，即数据总线和地址总线分开，使程序和数据分别存储在两个分开的空间，允许取指令和执行指令完全重叠。也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令，并进行译码，这大大的

29、提高了微处理器的速度。另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输，因为增加了器件的灵活性。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。由于它运算能力很强，速度很快，体积很小，而且采用软件编程具有高度的灵活性，因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：（1）

30、在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；（5）快速的中断处理和硬件I/O支持；（6）具有在单周期内操作的多个硬件(yn jin)地址产生器；（7）可以(ky)并行执行多个操作；（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以(ky)重叠执行。3.单片机与DSP的比较 目前看来，单片机比DSP应用范围更广，但是DSP比单片机功能更强大。单片机一般用于要求低的场合，如4/8位的单片机。DSP适合于要求较高的场合，DSP主要面向数字信

31、号处理设计，而单片机主要面向系统控制应用设计。DSP是单片机的一个分支。它有专门的FFT算法需要的特殊指令，流水线指令处理。能以较高的速度进行运算。与单片机相比，DSP器件具有较高的集成度。DSP具有更快的CPU，更大容量的存储器，内置有波特率发生器和FIFO缓冲器。提供高速、同步串口和标准异步串口。有的片内集成了A/D和采样/保持电路，可提供PWM输出。DSP器件采用改进的哈佛结构，具有独立的程序和数据空间，允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器，增强的多级流水线，使DSP器件具有高速的数据运算能力。DSP器件比16位单片机单指令执行时间快810倍，完成一次乘加运算快1630倍。DSP

32、器件还提供了高度专业化的指令集，提高了FFT快速傅里叶变换和滤波器的运算速度。此外，DSP器件提供JTAG接口，具有更先进的开发手段，批量生产测试更方便，开发工具可实现全空间透明仿真，不占用用户任何资源。下面是单片机与DSP的比较图DSP单片机DSP的优势总线结构哈佛/改进型哈佛结构冯.诺依曼结构消除总瓶颈，运行速度更快乘加运算利用硬件乘法器，用单指实现多指令实现减少所需指令周期数寻址方式利用硬件数据指针，实现逆序寻址普通寻址大大减少FFT运算寻址时间指令运行方式“流水线”方式，允许程序与数据存储器同时访问顺序运行在单条指令执行时间相同的情况下，大大提高运算速度指针配置专用运算器，复合指令可以

33、在寄存器、运算单元处理变量的同时，使用指针访问数据存储器无复合指令功能采用并行方式，提高数据处理能力循环控制利用硬件循环控制结构，实现无消耗循环控制每次循环都将消耗机器时间较好解决了高速运行和精简程序的矛盾多处理系统提供具有很强同步机制的互锁指令无专用指令保证了高速运算中通信和结果的完整表2-1.结论虽然DSP功能确实很强大，但是一个产品的设计要考虑，在满足需求的情况下它的性价比。如果你作一个遥控器，选用(xunyng)DSP就没优势了。因为很多其他的用于遥控的单片机比他更适合用来做遥控器。单片机长于控制场合(chng h)应用，DSP长于信号分析运算，本身针对了不同的需求，应该不存在互相替代

34、的问题。针对本设计，单片机的功能已足够满足设计要求，使用(shyng)DSP有点“大材小用”。2.1.2 单片机的选择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 B

35、ytes 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。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。2.1.3 89S51单片机的引脚功能介绍图2-1 引脚图1 电源(dinyun)和晶振：Vcc运行和程序(chng

36、x)校验时加+5V。Vss接地(jid)。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(wndng)速率输出，可用做对外输出的时钟或用于定时。在EPROM

37、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(shch)：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(ky)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

38、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

39、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(jisho)P3口是个双功能口，第一(dy)功能作通用I/O口，第二功能(gngnng)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

40、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)表2-2 P3口的第二功能2.1.4 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

41、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(zhngdun)源：能产生中断的外部和内部事件。89S51有5个中断(zhngdun)源：(1) INT0：外部中断(zhngdun)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

42、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

43、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(yuy)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(ky)转到64KB任何可用区域了

44、。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表2-3 中断源及其对应的矢量(shling)地址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

45、。（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。2.1.5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

46、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(shz)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(j sh)频率为1MHZ。设置为计数工作方式(fngsh)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

47、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。2.1.6 89S51单片机的外围电路的设计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。本设计的复位电路采用最

48、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。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。MAX813L芯片及其工作原理：1.MAX813L芯片特点加电、掉电以及供电电压下降情况下的复位输出，复位脉冲宽度典型值为200 ms；独立的看门狗输出，如果看门狗输入在16 s内未被触发，其输出将变为高电平；1.25 V门限值检测器，用于电源故障报警、电池低电压检测或5 V以外的电源；门

49、限电压为4.65V；低电平有效的手动复位输入。2.MAX813L的引脚及功能(gngnng)MAX813L56123478VCCGNDPFIRSTWDI(1)手动复位(f wi)输入端（）当该端输入(shr)低电平保持140 ms以上，MAX813L就输出复位信号.该输入端的最小输入脉宽要求可以有效地消除开关的抖动。(2)工作电源端（VCC）：接+5V电源。(3)电源接地端（GND）：接0 V参考电平。(4)电源故障输入端（PFI）当该端输入电压低于125 V时，5号引脚输出端的信号由高电平变为低电平。(5)电源故障输出端（)电源正常时，保持高电平，电源电压变低或掉电时，输出由高电平变为低电平

50、。(6)看门狗信号输入端（WDI）程序正常运行时，必须在小于16 s的时间间隔内向该输入端发送一个脉冲信号，以清除芯片内部的看门狗定时器。若超过16 s该输入端收不到脉冲信号，则内部定时器溢出，8号引脚由高电平变为低电平。(7)复位信号输出端（RST）上电时，自动产生200 ms的复位脉冲；手动复位端输入低电平时，该端也产生复位信号输出。(8)看门狗信号输出端（）正常工作时输出保持高电平，看门狗输出时，该端输出信号由高电平变为低电平。3基本(jbn)工作原理工业环境中的干扰大多是以窄脉冲的形式出现，而最终造成微机系统故障的多数(dush)现象为“死机(s j)”。究其原因是CPU在执行某条指令

51、时，受干扰的冲击，使它的操作码或地址码发生改变，致使该条指令出错。这时，CPU执行随机拼写的指令，甚至将操作数作为操作码执行，导致程序“跑飞”或进入“死循环”。为使这种“跑飞”或进入“死循环”的程序自动恢复，重新正常工作，一种有效的办法是采用硬件“看门狗”技术。若程序发生“死机”，则看门狗产生复位信号，引导单片机程序重新进入正常运行。此外，工业现场由于诸多大型用电设备的投入或撤出电网运行，往往造成系统的电源电压不稳，当电源电压降低或掉电时，会造成重要的数据丢失，系统不能正常运行。若设法在电源电压降至一定的限值之前，单片机快速地保存重要数据，将会最大限度地减少损失。MAX813L与单片机的连接电

52、路如下：R1410KVCCGNDP0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728ALE/PROG30PSEN29EA/VPP31P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.5/MOSI6P1.6/MISO7P1.7/SCK8REST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119GND20U1A

53、T89S51GND+5VWD08RET7WD16HF15MR1VCC2GND3PH14MAX813图2-2 MAX813L与单片机的连接(linji)电路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(yoqi)时间，MAX813L收不到喂狗信号，其复位输出(shch)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。2.2 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

54、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2-3所示。C2Vin1GND2Vout37805GND+5V+12VC1C3D1LED1R1C4图2-3 电源(dinyun)电路（1）单片机AT89S51正常(zhngchng)工作所需的+5V电压。该电源电路的输出电流应该不低于100mA，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

55、+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(bo jng)驱动电路提供正常工作电压。2.3遥控模块设计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。2.3.1 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(

56、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

57、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。PT2262的震荡(zhndng)电阻值选取PT2262/PT2272的震荡电阻(dinz)一般按下述值配对： PT2

58、262 PT2272 1.2M 200K 1.5M 270K 2.2M 390K 3.3M 680K 4.7M 820K外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节(tioji)，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。（1）编码芯片PT2262 图2-4 PT2262引脚图名称管脚说 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

59、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）表2-4（2）解码(jim)芯片PT2272图2-5 Pt2272引脚图名称管脚说 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,当作为数据管脚时,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

60、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）表2-5PT2272 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(li s)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