基于单片机的汽车多功能报警器设计.docx

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基于单片机的汽车多功能报警器设计

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

BasedonSingle-chipMicrocomputer

multi-functioncaralarm

Abstract

ThisarticleintroducedbasedonSingle-chipMicrocomputermulti-functioncaralarm.SystemusesvarioussensorstotestthetheftsituationandworkingcircumstanceofAutomotivevariouspartsequipment,automobileanti-thiefalarm'sopeningandwithclosurethroughremotecontrol.Whenautomobile'santi-thiefalarmisopening,iftheautomobilealarmhaddiscoveredsomepeoplestealtheautomobile,theSingle-chipMicrocomputercircuitcontrolsoundalarmcircuitsendsforththewarningatonce,simultaneouslySingle-chipMicrocomputercontrolsthewirelesssignalcircuittosendsforththealarm,simultaneouslyshutsoffignitionsystem'spowersource.Whenthevehicledriving.Makeuseofsensorversustheautoplantworkingconditionproceedautomaticmeasurement,whentheautoplanthasabnormallywork,theSingle-chipMicrocomputerhasproceedrespectivelyalarmaccordingtothesignalofthesensor,remindsthedrivertocarryontheprocessing,avoidshappentheaccident.

Keywords：

AT89S51,Sensor,Remotecontrol,Alarm

1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。

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CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）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ISPFlash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，4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes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。

3.1.189S51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289S51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。

3I/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1P3口的第二功能

端口引脚

功能特征

P3.0

串行输入口（RXD）

P3.1