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单片机的汽车防盗控制系统设计

2021-03-11 14:57编辑: www.jxszl.com景先生毕设
本文以汽车防盗器为研究核心,设计了一款能够实现对汽车内空间进行盗贼信号监测、车门是否开启监测、时间显示以及报警信号发出等功能的汽车防盗器控制系统。在软硬件设计上,本文以先搭建硬件系统后进行软件程序代码编写的顺序进行设计,通过Protel、Keil以及Visio等软件平台的辅助,大大加快了毕业设计的进程,最终经过了大量的试验验证以及改进优化,本系统实现了预期拟设的所有功能指标。
目录
一 引言 1
二 方案选择及元器件介绍 3
(一) 系统主控芯片的选取 。3
(二) STC89C51单片机简介 4
(三) LCD1602点阵显示器简介 5
(四) 红该对管模块介绍 5
(五) 人体监测传感器 6
(六) DS1302型时钟芯片介绍 7
三 硬件系统设计 8
(一) 汽车防盗器系统的硬件结构框图设计 8
(二) STC89C51单片机最小系统设计 8
1. 晶振电路设计 8
2. 复位电路设计 9
(三) 点阵显示器电路设计 10
(四) 车门监测电路设计 10
(五) 人体监测传感器模块电路设计 11
(六) DS1302时钟电路设计 11
(七) 按键电路 12
(八) 报警发声电路设计 13
四 软件系统设计 14
(一) 汽车防盗器系统的软件工作流程设计 14
(二) 点阵显示工作流程设计 15
(三) 红外对管工作流程设计 16
(四) 人体监测传感器工作流程图 16
(五) DS1302芯片软件工作流程设计 17
五 系统实现及功能调试 19
(一) 硬件调试 19
(二) 系统启动 19
(三) 休眠模式 20
(四) 问题总结 20
六 总 结 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 元件列表 25
引言<
 

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br /> 当前汽车防盗器系统正在以迅猛的发展速度和强大的市场潜力为基础快速进入市场,虽然目前市场上存在各种类型和特长不一的汽车防盗器系统产品,但是仍然不能满足人们的需求,与此同时随着经济的不断发展,人们对于汽车防盗器系统的功能和性能要求也在不断提升,越来越多的现有汽车防盗器产品已经不能满足于人们高质量的工作生活标准,面临着被淘汰的境遇,而以新型高性能处理器为主控核心汽车防盗器产品也在不断替换老旧产品。见图1

图1GPS型汽车防盗器
我国在加入世贸组织后迎来了经济全球化大发展,国外中高端产品以较低的生产成本进入国内市场,使得市面上现有汽车防盗器产品得到了冲击,另外国内对于汽车防盗器产品的研发较晚,因此处于一定的劣势,目前市场上对于汽车防盗器产品最大的研究重点是在实现汽车内封闭空间盗贼进入监测以及无线收发报警信号等功能的同时,要使得其功耗降到最低。目前汽车防盗器系统大多以高性能的单片机或者FPGA等微处理器作为主控器件,其中以32位单片机作为处理器的汽车防盗器系统占据市场的半壁江山,单片机以其丰富的外设以及方便配置的管脚特点赢得了设计人员的青睐,并且低廉的生产成本使得单片机成为绝大多数汽车防盗器系统设计师的首选,本课题将提出一款通过51单片机来实现的汽车防盗器系统,考虑到最低的设计成本以及最高的性价比,课题将以大学期间所学的所有专业知识作为基础和背景,通过C语言进行程序设计,并结合关于汽车防盗器系统的文献综述和老师同学的帮助下齐力完成本课题。
综合目前国内市场上汽车防盗器系统产品价格区间来分析,其中价格处于上层的高端产品七成以上品牌来自于国外进口,而中低端价格区间中国内品牌占据绝大多数份额,而高端产品在价格方面具有较大优势,由于其与中低端产品的价格差距较小,因此购买者在选购时往往忽略价格差异而容易选用高端的国外品牌。从技术角度来分析,由于国外对于开发研究较早,因此在研发技术上处于绝对的制高点,而以国内的研究现状来看,要赶超国外的优秀技术,还需要沉下心来进行刻苦钻研,要走一段较长的研发之路。
本课题在经过对当前市面上相关产品的大量调研后,结合自身的专业知识掌握程度,最终确立了如下的设计研究内容:
1、能够实现对私家汽车的灵敏防盗功能;
2、系统工作时,盗贼进入汽车内部,立即发出响亮的报警信号;
3、当进入布防状态后,若盗贼开关车门产生震动或者碰撞时,发出报警信号;
4、系统的工作参数可显示出来。
设计方案:
使用STC89C51单片机作为主控芯片,结合其他模块构建一个51单片机最小系统,实现一款能够实现对汽车内空间进行盗贼信号监测、车门是否开启监测、时间显示以及报警信号发出等功能的汽车防盗器控制系统;
系统采用直流正5V电压进行供电,具有较低的功率消耗;
3、盗贼进入汽车内,可通过热释电传感器进行人体信号检测;
4、在进入布防状态后,通过红外对管收发红外线信号进行车门是否开启监测,当红外发射管发射的红外线能够被红外接收管接收到后说明门处于闭合状态,而红外接收管接收不到或者接收到很微弱的红外线时说明车门被打开,此时发出报警信号;
5、报警信号通过蜂鸣器产生;
6、系统的诸多参数可通过高清晰度的液晶屏进行显示。
方案选择及元器件介绍
系统主控芯片的选取
为了实现本文所有的设计指标,必须得对控制系统的主控器芯片进行一个全方位的考核,这不仅仅涉及到它的性能和功能等方面,还要对它外形封装以及管脚数量等情况进行仔细对比。通过对目前微处理器市场上多款常用的器件查阅和学习,最终从中选择出了430单片机以及51单片机两种器件进行全面对比,从而选择出其中一个来进行控制系统的设计。
所谓430单片机指的是TI公司在二十世纪初推出的一种以低功耗为主要特点的控制器芯片,在当时它的低功耗性能达到了单片机市场上的最高水平,该公司的测试人员通过一个新鲜柠檬产生的酸性电压来对430单片机进行供电,使其进入了正常的工作状态,并且柠檬的酸性汁液发出的电量足以使其维持工作达到一小时以上。该低功耗特性使得MSP430单片机迅速赢得了许许多多手持设备设计者的青睐,由于手持设备多是通过电池供电,并且许多外形轻巧的手持设备或者玩具都是通过干电池供电,而干电池的电压最多达到3V左右,许多以5V电压供电的单片机就不适用于这种设备中,而以3.3V供电的430单片机则能轻松工作,这就是430单片机的优势,经过了十几年的发展和优化,430单片机已经形成了多个种类以适用于不同用户,其中F2系列以集成功能模块多、价格低廉赢得了最多的使用者,尤其是学生用户,不但有利于他们学习低功耗的概念,更能使得他们通过配置F2为数不多的寄存器来更快地熟悉430单片机,因此本文若采用F2系列430单片机,那么不但能够使得系统具有低功耗的特点,更能够通过430单片机丰富的配置来使得最终系统取得非常小的外形体积。

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