畢業(yè)設計——電動車報警器(共30頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）題 目 電動車報警器 英文并列題目 THE ELECTRIC BICYCLE WIRELESS ANTI-THEFT ALARM SYSTEM SYSTEM DESIGN 院 系 班 級 學生姓名 學 號 指導老師 職 稱 指導老師 職 稱 答辯委員會主任 主答辯人 二 零 一 五 年 四 月畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 開 題 報 告學生姓名學號班級所屬院系專業(yè)物聯(lián)網技術學院指導教師職稱所在部門物聯(lián)網畢業(yè)設計（論文）題目電動車報警器題目類型工程設計（項目）論文類作品設計類其他一、選題簡介、意義隨著科學技術不斷發(fā)展，交通工具也在不斷更

2、新?lián)Q代。國家推行節(jié)能環(huán)保禮念后，電動車這一交通工具深得人們的喜愛。電動自行車的能源是最為環(huán)保的電力，因此發(fā)動時比機動車噪音要小，且無尾氣排放，所以不會構成環(huán)境污染。且使用方便，經濟實惠，推廣性強。目前摩托車以及燃油助力車等機動車輛污染環(huán)境性強，而且無論是本身的價格還是燃料的價格都遠高于電動車，因此電動車已經成為廣大工薪階層的最佳選擇。然而隨著電動車用戶的不斷增加，街上的電動車越來越多，電動車的丟失率也在不斷上升，讓廣大市民頭痛不已。所以，能否出現(xiàn)一款優(yōu)秀的電動車報警器也是許多人越來越關心的問題。只有研制出一款經濟實惠且實用性強的報警器，才能大幅度解決電動車丟失問題。所以，本次課題就是要設計出一

3、款符合大眾要求的報警器。報警器首要要求是體積小，不易于被盜賊拆卸。并且易于操作，為車主省去不必要的麻煩。遙控距離要遠，達到100米左右。其次要靈敏度高，誤報率以及漏報率低，性能穩(wěn)定，擁有布防、解除布防以及尋車三種基本功能。報警音量適中，太低達不到效果，太高又容易擾民。節(jié)能效果好，遙控器采用3V直流電壓供電，報警器采用12V直流電壓供電。并且嚴格控制原材料的成本，以保證報警器上市之后價格可以為大多數(shù)市民所接受。二、課題綜述（課題研究，主要研究的內容，要解決的問題，預期目標，研究步驟、方法及措施等）課題研究： 電動車報警器的總體方案設計需要縱觀全局，以實現(xiàn)其相應功能為出發(fā)點，細致到每個模塊。其內容

4、主要包含報警電路模塊設計、無線接收模塊設計、無線發(fā)送模塊設計和信號觸發(fā)模塊設計等。主要研究的內容：AT89S51單片機作為控制單元模塊，無線收發(fā)模塊采用紅外遙控收發(fā)裝置，信號觸發(fā)模塊可以采用振動傳感器，報警電路模塊則采用音樂集成電路（含蜂鳴器）。報警器開關打開后，無線模塊給單片機發(fā)出預警信號。當有人觸碰到報警器，彈簧開關受到振動影響，接通電路，報警器報警。要解決的問題：單片機如何接收無線收發(fā)部分發(fā)出的警報信號：鈴聲集成電路在單片機傳輸報警信號后如何使蜂鳴器出聲：預期目標：報警器首要要求是體積小，不易于被盜賊拆卸。并且易于操作，為車主省去不必要的麻煩。遙控距離要遠，達到100米左右。其次要靈敏度

5、高，誤報率以及漏報率低，性能穩(wěn)定，擁有布防、解除布防以及尋車三種基本功能。報警音量適中，太低達不到效果，太高又容易擾民。節(jié)能效果好，遙控器采用3V直流電壓供電，報警器采用12V直流電壓供電。并且嚴格控制原材料的成本，以保證報警器上市之后價格可以為大多數(shù)市民所接受。研究步驟：調研現(xiàn)狀確定所要實現(xiàn)的功能歸納所需元器件硬件設計軟件設計電路圖繪制單片機編程軟件調試論文撰寫方法及措施：1、圖書館查找相關書籍2、網上搜索相關資料3、請教指導老師設計（論文）體系、結構（大綱）總體方案設計：本次設計流程以下列框架結構為主體。AT89C51單片機信號觸發(fā)模塊無線發(fā)送模塊無線接收模塊報警電路模塊電動車報警器的總體

6、方案設計需要縱觀全局，以實現(xiàn)其相應功能為出發(fā)點，細致到每個模塊。其內容主要包含報警電路模塊設計、無線接收模塊設計、無線發(fā)送模塊設計和信號觸發(fā)模塊設計等。指導教師意見：簽字： 年 月 日 院（系）審批意見：簽章： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）任務書2015年 3 月 8 日畢業(yè)設計（論文）題 目電動車報警器題目來源自擬指導教師楊建平職稱副教授所在部門物聯(lián)網技術學院學生姓名郭浩卿學號班 級應用電子31231所屬院系專業(yè)物聯(lián)網學院應用電子外語翻譯要求課題需要完成的任務【工程設計類課題：】設計一個電動車報警器，要求（1）最大遙控距離100米左右，（2）報警器具有布防、解除布防以及尋車三種基本功能。（3

7、）遙控器采用3V直流電壓供電，報警器采用12V直流電壓供電。課題計 劃 安 排序號內 容時 間 安 排1熟悉課題，查資料，調研，初步方案設計。3月8日3月16日2設計最佳方案，單元設計電路3月17 日3月31日3綜合電路，指標核算，寫畢業(yè)論文4月1日4月20日4修改、完善畢業(yè)論文，并做答辯準備。4月21日4月27日計劃答辯時間4月28日5月3日答辯提交資料畢業(yè)設計說明書教研室主任審核意見簽名： 電動車報警器摘要：本次課題需要設計出一個電動車報警器，以減少目前電動自行車的丟失率。裝置由報警電路模塊、無線接收模塊、無線發(fā)送模塊和信號觸發(fā)模塊組成。正文將對這幾個模塊進行具體介紹。本次課題設計出的報警

8、器體積小，不易于被盜賊拆卸。并且易于操作，為車主省去不必要的麻煩。遙控距離要遠，達到100米左右。其次要靈敏度高，誤報率以及漏報率低，性能穩(wěn)定，擁有布防、解除布防以及尋車三種基本功能。報警音量適中，太低達不到效果，太高又容易擾民。節(jié)能效果好，遙控器采用3V直流電壓供電，報警器采用12V直流電壓供電。并且嚴格控制原材料的成本，以保證報警器上市之后價格可以為大多數(shù)市民所接受。關鍵詞：無線收發(fā)；遙控裝置；信號觸發(fā)；響音報警；單片機Electric car alarmAbstract:In this paper we need to design a car alarm, in order to re

9、duce the loss rate of electric bicycle. Device is composed of an alarm circuit module, a wireless receiving module, wireless transmitting module and a signal trigger module. The text will introduce the module. The project design of the alarm has the advantages of small volume, not easy to be the thi

10、ef disassembly. And is easy to operate, for the owners to avoid unnecessary trouble. Remote control distance is far, up to 100 meters. Second, high sensitivity, false positive rate and false negative rate is low, stable performance, with the deployment, deployment and release for the three basic fun

11、ctions of the car. Alarm volume is moderate, is too low to reach the effect, and easy to cause too much. The energy saving effect is good, the remote control using the 3V DC voltage power supply, alarm using 12V DC voltage power supply. And the price is moderate, can be accepted by the majority of u

12、sers.Keywords: Wireless transceiver; remote control; signal trigger sound alarm; MCU;目錄專心-專注-專業(yè)一、緒論1.1電動車報警器研究背景隨著科學技術不斷發(fā)展，交通工具也在不斷更新?lián)Q代。國家推行節(jié)能環(huán)保禮念后，電動車這一交通工具深得人們的喜愛。電動自行車的能源是最為環(huán)保的電力，因此發(fā)動時比機動車噪音要小，且無尾氣排放，所以不會構成環(huán)境污染。且使用方便，經濟實惠，推廣性強。目前摩托車以及燃油助力車等機動車輛污染環(huán)境性強，而且無論是本身的價格還是燃料的價格都遠高于電動車，因此電動車已經成為廣大工薪階層的最佳選擇。

13、然而隨著電動車用戶的不斷增加，街上的電動車越來越多，電動車的丟失率也在不斷上升，讓廣大市民頭痛不已。所以，能否出現(xiàn)一款優(yōu)秀的電動車報警器也是許多人越來越關心的問題。只有研制出一款經濟實惠且實用性強的報警器，才能大幅度解決電動車丟失問題。1.2 電動車報警器的研究現(xiàn)狀通過我這段時間在網上的調查及研究，我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在配備防盜報警裝置的用戶約占97。目前常見的電動車防盜報警裝置大致分為以下三類： （1）普通防盜報警器，此類報警裝置由于體積較小，所以使用較為方便。電動車上有許多別人輕易難以察覺的地方，用戶將報警器安裝在此類地方，盜賊很難發(fā)現(xiàn)并拆卸。此類報警器使用振動傳感器探測警報信號，實現(xiàn)布防和撤防的開關

14、按鈕設在報警器上。此類報警器價格不高，性能也較為穩(wěn)定。而其缺點也顯而易見，假如報警器放在較為隱蔽的地方，車主并不能很方便的接觸到開關按鈕。假如放到不隱蔽的地方，又容易被盜賊發(fā)現(xiàn)，從而進行拆卸。因此，近幾年此類報警器應用并不廣泛。（2）防盜報警鎖，此類裝置就是把車鎖于報警器合二為一，車身振動引發(fā)內部傳感器振動之后，就會觸發(fā)車鎖上的報警喇叭。這種防盜報警鎖因為將鎖與報警器合二為一，且價格不高，所以在前幾年使用較為廣泛。但是這種報警器的缺點也很明顯，其誤報的發(fā)生頻率較高，路人在輕觸到電動車后，警報器就會發(fā)出警報，而且警報不會自動解除，會給用戶及他人造成不必要的麻煩。（3）遙控防盜報警器，此類警報器都

15、會配備一個小型遙控器，遙控器擁有基本功能，比如設防和撤防。此類報警器靈敏度高，性能穩(wěn)定，傳感器靈敏，喇叭聲響高，方便快捷，因此，此類報警器應用最為廣泛。但價格相對于以上兩種報警器較高。而且誤報率高，擾民現(xiàn)象嚴重。電動車本身價格低于機動車，性能又高于普通自行車，目前在各類型代步工具中性價比是數(shù)一數(shù)二的，因此能被大多數(shù)市民所接收。所以，一個高性能且成本較低的電動車報警器也是目前電動車用戶最為需要的工具。1.3 電動車報警器的研究要求首要要求是體積小，不易于被盜賊拆卸。并且易于操作，為車主省去不必要的麻煩。遙控距離要遠，達到100米左右。其次要靈敏度高，誤報率以及漏報率低，性能穩(wěn)定，擁有布防、解除布

16、防以及尋車三種基本功能。報警音量適中，太低達不到效果，太高又容易擾民。節(jié)能效果好，遙控器采用3V直流電壓供電，報警器采用12V直流電壓供電。并且嚴格控制原材料的成本，以保證報警器上市之后價格可以為大多數(shù)市民所接受。二、電動車報警裝置總體設計電動車報警器的總體方案設計需要縱觀全局，以實現(xiàn)其相應功能為出發(fā)點，細致到每個模塊。其內容主要包含報警電路模塊設計、無線接收模塊設計、無線發(fā)送模塊設計和信號觸發(fā)模塊設計等。2.1 框架結構體系設計本次設計流程以下列框架結構為主體。(見圖1)AT89C51單片機信號觸發(fā)模塊無線發(fā)送模塊無線接收模塊報警電路模塊圖1： 總體框架結構體系AT89S51單片機作為控制單

17、元模塊，無線收發(fā)模塊采用紅外遙控收發(fā)裝置，信號觸發(fā)模塊可以采用振動傳感器，報警電路模塊則采用音樂集成電路（含蜂鳴器）。報警器開關打開后，無線模塊給單片機發(fā)出預警信號。當有人觸碰到報警器，彈簧開關受到振動影響，接通電路，報警器報警。2.2 各功能模塊方案設計本部分將詳細討論信號觸發(fā)模塊、無線收發(fā)模塊和報警電路模塊的采用方案，并介紹最終方案。2.2.1 無線收發(fā)模塊LR-T15CTM4-S紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊無線收發(fā)模塊采用LR-T15CTM4-S紅外遙控收發(fā)組件。該裝置相比其他裝置的優(yōu)點明顯，其穩(wěn)定性強的特色非常符合電動車報警器的需要。而且此類裝置可以抵御其他輸出脈沖的干擾，從而減少誤報率。

18、其次是供電消耗問題，LR-T15CTM4-S系列的低電流消耗是其他收發(fā)組件不能比擬的。例如HF-15/HJ-15紅外收發(fā)組件。這也我們之前要求的供電電壓十分相符。而且其遙控距離強于其他收發(fā)組件，利用價值很高。2.2.2 信號觸發(fā)模塊振動傳感器振動傳感器是傳感器的一種，但是他在測試技術中確是不可或缺的一部分，振動傳感器的作用很簡單，他是將自身受到的機械量按一定的比例轉換成電量。他的這種轉換符合機電轉換的原理，所以他也被叫作拾振器、換能器等。由于振動傳感器的轉換特性，他被大規(guī)模的運用在報警防盜領域，他用壓電陶瓷片加彈 簧重錘結構來接收來自外界的振動信號，并運用 LM358 等一系列運放器來放大并輸

19、出控制信號。當外來碰撞使振動傳感器產生振動時，如果振動力達到一定程度，那么指警報燈亮起，同一時間響起警報，而對于振動標準的靈敏性，我們可以用旋鈕進行調整，靈敏度的調節(jié)由旋鈕的順逆時針旋轉確定。 振動傳感器的原理較為復雜,他首先要對外界接收機械量,在將接收到的機械量作為一個原始值mi,在經過振動傳感器的機械接受部分處理轉換為新的輸入值mt,最后在經過機電變把mt 轉換為電量 e，而并不是單純的把機械能變成電能。由上述分析可知,振動傳感器的工作性能與二個因素有關,他們分別是機電的轉換部分以及機械的接收部分,振動傳感器性能的好壞即由這兩種性能的好壞而決定。振動傳感器是一種優(yōu)點頗多的傳感器，他不僅工作

20、可靠穩(wěn)定，而且靈敏度高，性價比高，最主要的是他的檢測可調節(jié)范圍也非?？捎^。振動傳感器擁有獨立的控制芯片，這個芯片可以帶動一定量的負載，使用便捷，只要用對其用三極管進行電流放大, 就能促使防盜系統(tǒng)正常運轉，方便快捷，現(xiàn)在市場上八成以上的車輛報警器報警器都是運用振動傳感器。 2.2.3報警電路模塊音樂集成電路（含蜂鳴器）音樂集成電路可以按照用戶的要求通過蜂鳴器或揚聲器發(fā)出不同音調的聲音。其具有結構簡單，成本低，響音清脆的優(yōu)點。因而音樂集成電路在家用電器中，例如時鐘、玩具等方面得到了十分廣泛的應用。三、無線收發(fā)模塊設計無線收發(fā)模塊采用LR-T15CTM4-S紅外遙控收發(fā)組件。該裝置相比其他裝置的優(yōu)點

21、明顯，其穩(wěn)定性強的特色非常符合電動車報警器的需要。而且此類裝置可以抵御其他輸出脈沖的干擾，從而減少誤報率。3.1系統(tǒng)模塊介紹3.1.1 主要特性（1）供電電壓2.4 V6.5v之間 ；（2）光電檢測器及前置放大器封裝在一起；（3）可以抵御其他輸出脈沖的干擾；（4）低效輸出（5）低功率消耗； 由以上特性可知，LR-T15CTM4-S紅外遙控接收模塊優(yōu)點較多，所以許多用到紅外遙控功能的家電產品都會使用LR-T15CTM4-S。例如電視、空調、DVD等。3.1.2工作原理圖2： 輸出波形當外界有信號傳輸進時，通道里面的信號同步放大穩(wěn)定動態(tài)工作點將因自動增益控制器而提高輸送的效益。而限制區(qū)則會把一系列

22、原因產生的錯誤信號以及聲反饋按照相應的比對進行限制幅度或者壓縮處理。這樣一來，就不會產生過載的隱患。而價格相對較高的蜂鳴器和功率發(fā)大器就得到了更好的保護。為了使信號在傳輸?shù)倪^程中減少錯誤，我們可以運用濾波器來得到理想的信號。我們還可以用比較器以及高峰活塞來對電壓進行對比，再利用對比成果，將輸出的電壓保持在數(shù)字高態(tài)。要想將前后的信號進行疊加處理，我們可以運用積分器來實現(xiàn)。然后再對脈沖邊緣進行整形以及產生輸出方波脈沖，這里可以用施密特觸發(fā)器。（見圖2）3.1.3 外部特征注意事項：（1）存放及使用的低點應確保不會造成其產生變形。 （2）在非很濕的地方儲存和使用。 （3）人和烙鐵間一定要接地，以保證

23、不會受到靜電侵害。 （4）遠程控制系統(tǒng)的性能受周圍環(huán)境以及元件的性能決定。因此，這里強烈推薦該接收模塊與周邊元件如電阻器，冷凝器，繼電器等共同使用。材料配置：表1：材料配置規(guī)格配置備注導線金（99.9%）銀環(huán)銀（80%）樹脂（10%），固化劑（10%）環(huán)氧樹脂樹脂（55.5%），固化劑（45.5%）引線框架鐵（99.5%），銀（0.5%）光電二極管硅(99%)集成電路硅(99%)盾狀盒鐵（99%），錫（1%）內部3.2 無線收發(fā)模塊電路連接該系統(tǒng)為LR系列遠程控制模塊，在此模塊中電源接五伏電壓，和VCC角相連；Gnd與地相連，其中單片機采用AT89C51，他的P00接LR系列的VOUT；該模塊

24、的工作原理很簡單，首先用遙控器對LR發(fā)出信號，然后LR經過他自身的處理，對AT89C51的POO口發(fā)出四點五伏的高電平，從而使該模塊運行。（見圖3）圖3：無線收發(fā)模塊四、音樂集成電路（含蜂鳴器）模塊設計4.1 音樂集成電路模塊介紹音樂集成電路可以按照用戶的要求通過蜂鳴器或揚聲器發(fā)出不同音調的聲音。其具有結構簡單，成本低，響音清脆的優(yōu)點。因而音樂集成電路在家用電器中，例如時鐘、玩具等方面得到了十分廣泛的應用。4.1.1 音樂集成電路內部結構及其工作原理下面將介紹音樂集成電路主要包含的模塊。（1）振蕩電路振蕩電路是振蕩器的重要組成部分，另一個構成振蕩器的部分就是電阻。振蕩電路的振蕩頻率一般是五十千

25、赫茲或者一百千赫茲，他的頻率大小主要取決于外接電阻的阻值。振蕩頻率對于音樂集成電路起著至關重要的作用，他決定著音樂集成電路的質量好壞，是各發(fā)生器的時間標準；是旋律，聲音大小，播放速度的決定因素。（2）音調發(fā)生器音調發(fā)生器主要包含2個不同的8度音音階，他主要依據ROM的調配數(shù)值來形成各個音調地代碼，值得一提的是他的頻率范圍并不是特別廣泛。（3）包絡發(fā)生器包絡發(fā)生器主要的作用是確定聲音音色的效果，而音色的準確與否決定著音樂集成電路的好壞。音色主要由包絡信號地形狀來確定，而包絡發(fā)生器就是包絡信號的來源。包絡發(fā)生器還是合成音樂信號組合而成的場所。（4）驅動電路驅動電路的種類很多，有包含著前置放大器的，

26、有放出一定量電流然后使壓電揚聲器直接發(fā)聲的等種類各異。（5）速度控制速度控制顧名思義是用來供給和放音速度相配對的速度的，這種速度是固定不變的，不受外界所干擾，而是依照提前編程固化于集成電路中。（6）節(jié)奏發(fā)生器節(jié)奏發(fā)生器按存儲器的數(shù)據分配，可提供8種節(jié)拍來操控rom地址時鐘， 如 1/4、1/3、3/4、3/2、2、3、4 拍。（7）存儲器存儲器由于種類不同，存儲量也存在差異，主要以六十四字七位和五百一十二字七位的為主。他的4位用來操作音調發(fā)生器，3位用來操作節(jié)奏發(fā)生器，還可以產生自停信號。4.2 音樂集成電路報警模塊設計4.2.1元件選擇整流二極管的選用：二極管最重要的特性就是單向導電性。在電

27、路中，電流只能從二極管的正極流入，負極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。（1）正向特性 在電子電路中，將整流二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式稱為正向偏置。當加在二極管兩端的正向電壓很小時，整流二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，整流二極管才能直正導通。導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。 （2）反向特性 在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端

28、，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。整流二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當整流二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單向導電特性，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。在本設計中對整流二極管并沒有太多的性能要求，只要具備了二極管的單向導電性就可以了，在電路中起到保護電子元件的作用。所以本設計將采用IN4007型鍺二極管。晶體三極管的選用：三極管的工作狀態(tài)可以分為三個區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，根據三極管發(fā)射極和集電極偏置情況，可以判別其工作狀態(tài)：（1）對于NPN三極管來說，當Ube0時，三極

29、管發(fā)射極處于反向偏置，Ib0，三極管工作在截止區(qū)；（2）當晶體三極管發(fā)射極處于正向偏置而集電極處于反向偏置時，三極管工作在放大區(qū)，Ic隨Ib近似作線性變化；（3）當發(fā)射極和集電極均處于正向偏置狀態(tài)時，三極管工作在飽和區(qū)，Ic基本上不隨Ib而變化，失去了放大功能。在本設計中三極管選用型號為S9013NPN型硅三極管。電磁繼電器的選用：繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”，在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組

30、成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。在本設計中為了安全保護須在音樂集成電路中接入電磁繼電器，而繼電器的選用為了達到供電電壓的一致從而選用直流

31、繼電器。4.2.2音樂集成電路的電路連接該板塊的構思圖如下。其原理是：首先用遙控器對lr系列發(fā)出脈沖信號，這時他的vout角將會提供四點五伏的高脈沖信號，這個信號會傳輸?shù)絾纹瑱C的p24口。這時該口會通過高電平輸出以及r1來為三極管提供偏執(zhí)電流。此時他的q1將發(fā)生正向偏執(zhí)，繼電器ka關閉，使報警器發(fā)出大的聲音，當一輪叫聲結束后就會使報警器處在預警模式。如果此時對報警器進行碰撞后將會再一次引發(fā)警報，引起周圍群眾注意，保護電動自行車的安全。圖4：音樂集成電路報警模塊五、電路及編程5.1 硬件選擇本次設計主要圍繞AT89C51作為中樞模塊，以下將對其進行系統(tǒng)的介紹。5.1.1 AT89C51單片機相關

32、特性及參數(shù)介紹AT89C51由美國ATMEL公司生產的CMOS8位單片機。其特點是高性能，低電壓。AT89C51單片機提供以下標準功能：4K字節(jié)Flash閃存，128字節(jié)內部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個向量兩極中斷機構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AY89C51單片機還可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式：空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM、定時/計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。5.1.1.1主要特性圖5：AT89C51單片機引

33、腳圖可以整體兼容MCS-51的指令系統(tǒng) 1000次擦寫周期數(shù)據保留時間：10年全靜態(tài)工作：0Hz24Hz三級加密程序存儲器128×8位內部RAM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器6個中斷源 可編程串行通道低功耗空閑和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路引腳功能說明：VCC：供電電壓。GND：接地。VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏極開路雙向I/O口，即地址/數(shù)據總線復用口。作為輸出口用時，每腳可吸收8個TTL邏輯門電路。當端口寫1可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址和數(shù)據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在Flas

34、h編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時要求外接上拉電阻。P1口：P1口為一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口輸出緩沖器能驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口使用，并當某個引腳被外部信號拉低時回輸出一個電流。在Flash編程和程序校驗期間，P1口接收低8位地址。P2口：P2口為一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口的輸出緩沖器能驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”，通過內部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口使用，并當某個引腳被外部信號拉低時回輸出一個電

35、流。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據存儲器，P2口送出高8位地址數(shù)據；在訪問8位地址的外部數(shù)據存儲器時，P2口線上的內容在整個訪問期間不改變。表2：P3口特殊功能端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口）P3.1TXD(串行輸出口）P3.2INT0(外部中斷0）P3.3INT1(外部中斷1）P3.4T0(定時計數(shù)器）P3.5T1(定時計數(shù)器）P3.6WR(外部數(shù)據存儲器寫選通）P3.7RD(外部數(shù)據存儲器讀選通）P3口：P3口為一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口的輸出緩沖器能驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”，通過內部上拉電阻把端口拉到高電平，此

36、時可作輸入口使用，并當某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。P3口還接收一些用于Flash閃存編程和程序檢驗的控制信號。P3口也可作為特殊功能口，其功能見表2。RST：復位輸入。當振蕩器工作時，要保持RST腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。PSEN：程序存儲允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據存儲器，這兩次有效的PSEN信號不出現(xiàn)。EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問為部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需要注意的

37、是：如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態(tài)。當EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內部程序存儲器總的指令。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用+5編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反向放大器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反向放大器的輸出端。5.1.2電路設計復位電路設計：基本功能：上電復位的實質是上電延時復位，也就是在上電延時期間把CPU鎖定在復位狀態(tài)上，就是為了彌補由于電源濾波電容存在使單片機電源由低到高逐漸上升的時間。關于電容參數(shù)和電阻參數(shù)的要求不是單一的，只要脈沖寬度大于復位要求寬度即可?，F(xiàn)選用比較常用的

38、22uF+10K的搭配。本次設計需要在單片機供電時，復位電路給其傳輸復位信號，而其他問題不需要考慮，所以可以選擇上電復位電路（見圖6）圖6：上電自動復位電路晶振的選擇：晶體振蕩器共有2種，這2種主要是以晶振是否有源來進行劃分，在電路圖中常被叫做晶振。他在單片機中有著不可替代的效用。他主要是和單片機內部的電路相共同工作，形成其需求地時鐘頻率，從而進一步來形成時鐘信號。這時單片機正常運行的基本條件。另一方面，單片機運轉的效率和晶體振蕩器所產生的時鐘頻率有著直接的聯(lián)系，頻率越低其濕度就越慢。晶體振蕩器主要的作用是產生單頻振蕩，他有一個小晶體，這個晶體的作用是可以將機械能和電能進行變換，有著誤差小，性

39、能平穩(wěn)的特點。首先介紹的是有源晶振，這種晶振外形上一共有四個銀角，他主要由晶體管；祖榮元件以及石英晶體組成，屬于完全狀態(tài)的振蕩器。他具有線路簡單；性能平穩(wěn)；接收信號清晰等優(yōu)點。而另一種就是無源晶振，這種晶振和有源晶振所不同的是他只有兩個銀角，而且是沒有極性的。他不是完整的振蕩器，所以不能自行發(fā)生振蕩，只能依靠時鐘電路來形成振蕩的效果。由于他不屬于完整的振蕩器，所以他要依靠dsp的振蕩器來形成振蕩，由于他不存在電壓，所以可以隨意的對信號電平進行更改，即主要取決于發(fā)生起始振蕩是的那個電路。他的優(yōu)點是不受電壓條件的影響，可滿足大量的dsp；而且性價比高，經濟實惠，工廠生產普遍使用這種。對于電動車報警

40、器的選擇，我們可以發(fā)現(xiàn)，電動車報警器電路中有時鐘電路，所以我們要采用無源晶體振蕩器（沒有時鐘電路-有源；有時鐘電路-無源）。這里采用的晶振頻率為十二赫茲。5.2硬件安裝（見圖8）圖8：Protel電路圖5.3C語言編程為了更好更持久的使電動車報警器正常運行，省電是必不可少的音素之一，一個省電的報警器可以更長久的保護電動車而且還具有經濟實惠的特點，值得采用。而該設計中所采用的單片機就有著這樣的一個優(yōu)點-省電模式。該型號單片機有著2種省電模式（主要在編程的過程中體現(xiàn)），一種是掉電模式另一種則是空閑模式。他們都是通過操控電源控制寄存器里面pd與idl完成的。其中pd為掉電模式，pd為一的時候，如果此

41、時開啟掉電模式，那么系統(tǒng)將處于掉電的形態(tài)。Idl為空閑模式，當ild為一的時候如果開啟空閑模式，那么系統(tǒng)就會處于空閑形態(tài)。當pd和idl都被設置為一時，那么將共同開啟掉電模式和空閑模式，這個時候會先開啟掉電模式，然后才開啟空閑模式。當系統(tǒng)處于空閑模式的時候，處理器會保持在休眠的形態(tài)，但是他的一切外部裝置都是處于開啟的形態(tài)。主要是受到編寫的程序控制。在這一階段，內部存儲器以及一切具備其他效能的寄存器都是不會發(fā)生改變的。此模式能被所有的中斷以及復位所完結。上面我們提到了完結空閑模式的方法，接下來就具體介紹一下。第一種是通過中斷請求，這一種的方法很簡單，就是開啟中斷請求，這樣一來idl就會被清零，從

42、而達到完結的目的。這種方法的具體步驟是：當系統(tǒng)接收到外界的中斷信號的時候，系統(tǒng)就會開啟中斷服務程序，然后開始執(zhí)行。結束后，會接收到reti命令，這時就會讓系統(tǒng)執(zhí)行下一條命令T1。另一種是由硬件的復位來完結，對此我們要強調一旦使用這種方法，處理器一般都起始于空閑形態(tài)后的那個指令（T1），想要啟動復位，就必須滿足其脈沖持續(xù)48個時鐘周期處于開啟狀態(tài)，此時不容許其處理器對存儲器進行訪問，但可以訪問別的端口。T1下面的那條命令不可以為針對其端口以及ram的命令，這樣才能保證正確的寫入。當系統(tǒng)處于掉電模式的時候，晶振將不再運轉，這是整個系統(tǒng)中的末端命令，此時其存儲器以及具備其他效能的寄存器就會被終結，要

43、想接收者一模式，那么就要對其進行清零，一旦對其進行清零復位，那么他的具備其他效能寄存器都將會被更改，只有其存儲器不會發(fā)生變化，一旦其電壓變回正常，那么就沒法進行清零，還要持續(xù)一會，讓晶振正常工作才行。5.3.1 AT89C51單片機軟件編程方法地址主要寫在p1及p2的2.02.3上，如果是十一位的話其范圍是0000H0FFFH，其p0主要是用來對數(shù)據進行輸入的，psen是低電平而rst則是高電平，ale/prog要輸入負脈沖。ea/vpp引腳是編程電源的輸入端AT89C51的編程方法如下：（1）在地址線上加上要編程單元的地址信號；（2）在數(shù)據線上加上要寫入的數(shù)據字節(jié)；（3）激活相應的控制信號；

44、（4）在高電壓編程方式時，將EA/Vpp端加上+12V編程脈沖；（5）沒對Flash存儲陣列寫入一個字節(jié)或沒寫入一個程序加密位，加上一個ALE/PROG編程脈沖。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據，重復15步驟，直到全部文件編程結束。每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為1.5ms. 5.3.2 C語言程序本節(jié)將介紹該設計的C語言程序部分。相應的C語言程序流程圖。（見圖9）開始P0.0為高電平？否否否是是是軟件延時6s啟動音樂集成電路計數(shù)器清零彈簧開關觸發(fā)？計數(shù)器加1計數(shù)器 2 ？初始化啟動報警裝置結束圖9：C語言程序流程圖C語言程序如下：#include<stdio.h> / * i

45、tem1 * /#include<reg51.h> / * item2 * /#define uchar unsigned char / * item3 * /#define uint unsigned intsbit P00=P00; / * item4 * /sbit P27=P27;bit flag=0; / * item5 * /void msec(uint); / * item6 * /void main() / * item7 * / uchar i;for( ; ; ) / * item8 * / if(P00!=1) / * item9 * /flag=flag+1

46、; If(flag>=2) flag=0 Msec(6000) / * item6 * / void msec(unint x) / * item10 * /unchar j;while (x-)!=0for (j=0;j<125;j+) ; item1該指令為預處理指令。item2由于此類形單片機和8051的命令系統(tǒng)是可以互相容納的，所以這個地方加寫了8051的預定義文件。item3這里如果拿有符號格式和無符號格式來共同編程，其必須要用2種函數(shù)庫，這樣一來程序所用的內存就會變的很大。所以我們可以根據程序的需求就進行相應的編程。程序要是只要求其運行效率高，快捷，而不考慮負數(shù)的情況，

47、我們就可以選用unsigned的形式進行編程。如果使用這種格式進行編程，那么就最好更多的用無符號字符類型以及無符號字符變量，只有這樣才能讓8051單片機更好的識別以及提高代碼的運行效率。另一方面，還可以用一些規(guī)定的簡寫字符來給各變量的數(shù)據類型進行定義，這樣可以使程序看起來更加的明了，方便?？梢栽诰帉懗绦虻钠鹗继幱?define 語句。 例如：#define uchar unsigned char 以及#define uint unsigned int。 item4該指令是對位變量進行確定。item5該指令是對可尋地址進行確定。item6這里顯示一個 ms 級延時程序的原型，這意味著實際函數(shù)存在

48、于其他模塊中，而這里只是簡單地告訴編譯器，其細節(jié)必須調用實際的子程序。 item7定義主函數(shù)，函數(shù)返回值的類型確定了該函數(shù)的類型，因此在定義一個函數(shù)時 函數(shù)本身的類型應與 return 語句中變量或表達式的類型一致。如果函數(shù)類型與 return 語 句中表達式的值類型不一致， 則以函數(shù)的類型為準。 對于數(shù)位函數(shù)可以自行進行類型轉換， 即函數(shù)的類型決定返回值的類型。如果不需要被調用函數(shù)返回一個確定的值，則可以不要 return 語句，同時應將被調用函數(shù)定義為 void 類型。由于 void 類型函數(shù)沒有 return 語 句，因此在一個 void 類型函數(shù)的調用結束時，將從該函數(shù)的最后一個大括號

49、處返回在主 調用函數(shù)。item8在 C 語言中，可以用for(;)或 while(1)表示一個無結束的無限循環(huán)，由于 某種未知的原因，有些人覺得前者更好些，從可以解的角度看，這兩者都是作為“永遠” 來定義的。item9if 程序塊顯示，當 POO 第一次輸入高脈沖信號時，給 P27 一高接通音樂集成報警電路模塊，并在該模塊受到振動觸發(fā)后報警；當P00第二次輸入高脈沖信號時，音樂集成電路報警模塊停止工作。 item10 時間延時程序，循環(huán)的基本用途就是用嵌套循環(huán)產生時間延遲，執(zhí)行的指令消磨一段已知的時間，這種延時方式是依靠一定數(shù)量的時鐘周期來記時的。所以延時依賴于晶振的振蕩頻率。當需要執(zhí)行其他操

50、作時，用軟件編程的方法來獲得延時效率是很低的，軟件延時使控制器在延時循環(huán)時接受不到其它的輸入，解決這個問題的方法就是使用中斷。12MHz晶振，計數(shù)周期為1s,最大計時為65.536ms。取50ms定時，周期3s需60次中斷，占空比為20%，高電平應為12次中斷。中斷服務程序流程圖。（見圖10）中斷次數(shù)加1Y中斷次數(shù)加1次數(shù)=高電平NN次數(shù)=周期YP1.0=1返回圖10：中斷服務程序流程圖程序名為time01.c#include<reg51.h>#define uchar unsigned charuchar time;uchar period=60;uchar high=12;ti

51、me 0() interrupt using 1；TH0=（65536-50000）/256;TL0=（65536-50000）%256;if(+time=high)P3.5=0else if (time=period) time=0;P3.5=1;main() TMOD=0x01; / *定時期0方式1* /TH0=（65536-50000）/256;TL0=（65536-50000）%256;EA=1; / *CPU中斷* /ETO=1; / *T/C0中斷* /TRO=1; / * 啟動T/C0* /do while(1);六、硬件及軟件調試6.1硬件調試首先，將LR-T15CTM4-S

52、模塊的VCC腳與示波器的5v直流電源相接，GND腳接地，Vout腳接信號輸出端。全部接好后用遙控器對紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊進行測試。同時，看示波器是否有4.5V的高電平信號顯示。如果沒有，看電路是否連接錯誤。如果有，就證明此模塊設計成功。給音樂集成電路的VCC腳接5v直流電源，GND腳接地。當電路接通后，接在音樂集成電路上的蜂鳴器可以迅速發(fā)出聲響，并且在響過之后停止。在振動器收到觸發(fā)信號后，音樂集成電路再次接通，蜂鳴器繼續(xù)發(fā)聲。如果此過程各模塊運作銜接緊密，并無問題發(fā)生，則證明本次設計成功。6.2軟件調試軟件部分的調試不同于硬件的調試，他比硬件的調試更加的復雜多樣，錯誤率也更加的高，非常困難

53、。軟件的調試還有一點和硬件調試不同的是他有著很難的發(fā)覺性，不像硬件，可以通過焊接，圖紙的比對以及外觀來初步找到錯誤，而軟件的調試卻只能知道軟件程序有錯誤，并不易查找。而對于我們來言，怎么樣準確，快速的找到軟件上的錯誤，就是軟件調試的關鍵所在。對于電動車報警器的設置，可以選用設置斷電的方法來進行調試。這種方法能夠準確的確定出那一段軟件編程有差錯，這樣就可以在這一段程序中進行排查檢驗。這種方法最大的好處就是速度快捷，能很快的找出，為我們節(jié)省很多的時間，提高效益。具體的軟件調試過程是：首先發(fā)現(xiàn)軟件程序是有問題的，然后在設立斷電，進行跟蹤，根據斷電的跟蹤排查，可以確定出大概的程序段是有錯誤的；最后對這個有錯誤的程