单片机的汽车报警系统设计
【摘要】
本系统由单片机AT89S51，电源电路，遥控电路，红外传感器，温度传感器，电源切断电路，声光报警驱动电路组成。车辆停放，当报警器处于设防状态时，由红外传感器和温度传感器采集外部信号，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，并同时利用电源切断电路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。
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关键字:】单片机,传感器,报警系统
一、引言 1
二、总体设计思想 2
三、硬件设计 2
（一）AT89S51单片机概述 2
（二）汽车防盗设计 4
四、软件设计 8
五、总结 10
附录一 电路总图 11
附录二 PCB图 12
附录三 程序 13
参考文献 20
致 谢 21
一、引言
汽车防盗系统是由电子控制的遥控器之类的或钥匙、电子控制电路、报警装置等组成。最早的汽车门锁是机械式的门锁，只是部分用于汽车行驶时防止车门没有车主语序的情况下自动打开而发生意外，只起到行车安全作用，不能起防盗作用。随着社会的进步、科学技术的飞速发展和汽车量的不断增加，后来制造的轿车、货车车门都被装了带钥匙的门锁。这种门锁只能控制一个车门，其他的车门是靠车内部门上的门锁按钮进行开启或关闭。为了更好的发挥防盗作用，有的汽车上还装有一个转向锁。何谓转向锁，就是用来锁车的转向轴。转向锁是与点火锁设在一起，一同安装在转向盘下，它是用钥匙来控制的。即点火锁来切断点火电路使发动机熄火后，然后将点火钥匙进行左旋至极限位置的挡位后，锁舌就会自动伸出嵌入转向轴槽内，将汽车转向轴机械性的进行锁止。有的汽车设计和制造时就没有装载转向锁，而是用另外一个所谓的类似拐杖的拐杖锁锁止的转向盘，使转向盘不能转动，也可起到防盗的作用。有的汽车在内部变速器上设有机械锁，是将变速器操纵杆强行锁止，使盗窃者不能挂挡而使汽车不能移动而起到防盗作用。点火开关电路是用来接通或断开发动机点火系的电路，根据一对一即一把钥匙开一把锁的道理，也能起到了一定的防盗作用。由于汽车技术不断发展与进步，近年来多数的轿车上都安装了中央门锁，分为外部和内部，即汽车上的车门门锁和车厢后的行李厢锁来实现了集中控制。
随着现代经济的腾飞，车界“天下无贼”成了一车主争相追逐的梦想，而如今依靠科技这一切变成了现实。虽然专业的偷车贼能在令人惊讶的时间内把车内物件和汽车零部件拆下偷走。但盗车贼魔道再高，也抵不过一些专业的汽车防盗器的开发商技术研发的速度。目前市面上有一些汽车防盗器已经结合了可以想象的各种先进科学技术，破解的难度系数极高。汽车防盗器种类繁多，采用原理有机械式、电子式、芯片式、网络式，防盗方式分锁方向盘、锁油门、锁车门、锁刹车、锁变速杆甚至锁车轮。 机械锁是最常见应用也最早的，现在已经很少单独使用，主要和电子式、芯片式联合使用，主要分为方向盘锁和拍档锁。机械式锁主要起到限制车辆操作的作用。电子式防盗器是目前应用最广泛的防盗器之一，分为单向和双向的两种。主要功能有四种：一是报警功能，锁门后如有人橇车门或用钥匙开车门，会立即鸣叫报警；二是车门未关提示，三是寻车功能，四是遥控中央门锁。双向电子防盗器比单向的更直观，当车有异动报警时，同时遥控器上的液晶显示器会显示汽车遭遇的状况。芯片式数码防盗器是现在汽车防盗器发展的重点，基本原理是锁住汽车的马达、电路和油路，杜绝了被扫描的弊病，在路边配制的钥匙即使能打开车门也无法启动汽车。 网络防盗器只要是有GSM网络覆盖的地方，车主可以通过网络搜寻车子所在的位置，向被劫车辆实行反控停车、监听、喊话、断油断电措施。
二、总体设计思想
系统的硬件设计包括单片机AT89S51，电源电路，遥控电路，红外传感器，温度传感器，电源切断电路，声光报警驱动电路组成，如图2－1所示。
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。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，由红外传感器和温度传感器采集外部信号，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，并同时利用电源切断电路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。
图2-1 总体框图
三、硬件设计
（一）AT89S51单片机概述
1.AT89S51单片机组成
AT89S51是一个低功耗，高性能的CMOS8位单片机，片内含4k 字节 ISP的可反复擦写非常多次的Flash只读程序存储器，其自带2K字节的高速闪存。最高可以反复擦写1000次左右。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，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。因此逐渐取代AT89C51。
2.AT89S51单片机引脚结构
AT89S51具有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，P3.RXD为串行输入口，P3.1TXD为串行输出口，如图3-1所示。
图3-1 单片机引脚图
3.AT89S51单片机的最小系统
（1）时钟电路
时钟电路就是振荡电路，向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度，时钟频率范围为0－33MHz，如图3-2所示。
图3-2 时钟电路
（2）复位电路
复位电路产生复位信号，使单片机从固定的起始状态开始工作，完成单片机的“启机”过程。AT89S51单片机复位信号是高电平有效，通过RST/VPD(9脚）输入，如图3-3所示。
图3-3 复位电路
（二）汽车防盗设计
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，汽车报警器的热释电红外探测传感器采集到警情信号，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。
1.红外探测模块
（1）红外探测传感器介绍
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 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。
（2）红外探测电路设计
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，由比较电路进行比较，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，其中高电平的信号输入到单片机的P1.1口，低电平信号输入到单片机的P1.2口，如图3-4所示。
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