汽車遙控防盜警報器的設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 制器初始化寫時序后，DS18B20在一個15us到60us的窗口內對I/O線采樣。如果線上是高電平，就是寫1。如果線上是低電平，就是寫0。（b）溫度傳感器讀/寫時序讀時序：總線控制器發起讀時序時，DS18B20僅被用來傳輸數據給控制器。因此，總線控制器在發出讀暫存器指令[BEh]或讀電源模式指令[B4H]后必須立刻開始讀時序，DS18B20可以提供請求信息。除此之外，總線控制器在發出發送溫度轉換指令[44h]或召回EEPROM指令[B8h]之后讀時序，詳見DS18B20功能指令節。所有讀時序必須最少60us,包括兩個讀周期間至少1us的恢復時間。當總線控制器把數據線從高電平拉到低電平時，讀時序開始，數據線必須至少保持1us,然后總線被釋放。在總線控制器發出讀時序后，DS18B20通過拉高或拉低總線上來傳輸1或0。當傳輸邏輯0結束后，總線將被釋放，通過上拉電阻回到上升沿狀態。從DS18B20輸出的數據在讀時序的下降沿出現后15us內有效。因此，總線控制器在讀時序開始后必須停止把I/O腳驅動為低電平15us,以讀取I/O腳狀態。PT2262/2272是臺灣普城公司生產的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0A11)三態地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0D5)數據端管腳,設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發射電路。編碼芯片PT2262發出的編碼信號由：地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數據腳也輸出高電平，如果發送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續發射。當發射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經調制的串行數據信號，當17腳為高電平期間315MHz的高頻發射電路起振并發射等幅高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發射電路停止振蕩，所以高頻發射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制）相當于調制度為100％的調幅。PT2262/2272特點：CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬：～15v ，數據最多可達6位，地址碼最多可達531441種。應用范圍：車輛防盜系統、家庭防盜系統、遙控玩具、其他電器遙控。 芯片管腳對應表名稱管腳說明A0A1111013地址管腳,用于進行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空)D0D571013數據輸入端，有一個為“1”即有編碼發出，內部下拉VCC18電源正端（＋）VSS9電源負端（－）TE14編碼啟動端，用于多數據的編碼發射，低電平有效OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端DOUT17編碼輸出端（正常時為低電平）PT2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數據只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態，直到下次遙控數據發生變化時改變。M表示非鎖存輸出，數據腳輸出的電平是瞬時的而且和發射端是否發射相對應，可以用于類似點動的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當采用4路并行數據時（PT2272M4)，對應的地址編碼應該是8位，如果采用6路的并行數據時(PT2272M6)，對應的地址編碼應該是6位。PT2262/2272芯片的地址編碼設定和修改：在通常使用中，我們一般采用8位地址碼和4位數據碼，這時編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1～8腳為地址設定腳，有三種狀態可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復度為6561組，只有發射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用，遙控模塊的生產廠家為了便于生產管理，出廠時遙控模塊的PT2262和PT2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態，用戶如果想改變地址編碼，只要將PT2262和PT2272的1～8腳設置相同即可，例如將發射機的PT2262的第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機的PT2272只要也第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空就能實現配對接收。當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應的D1～D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號，同時VT端也輸出解碼有效高電平信號。用戶可將這些信號加一級放大，便可驅動繼電器、功率三極管等進行負載遙控開關操縱。本課題采用單片機控制使得蜂鳴器產生不同頻率的蜂鳴聲起到報警的作用，由于從單片機出來的信號功率有限不能夠帶動蜂鳴器所以用到了3級管，起到放大的作用這樣既簡單又能夠起到很好的放大作用，為了使得發出的報警信號更加的逼真，所以可以通過程序的控制使得蜂鳴器產生不同頻率的聲波，這樣就能更好的完成報警工作。要使單片機能夠工作，那么必須要滿足單片機的工作條件，首先，時鐘電路是單片機工作的核心部分，如果沒有時鐘電路，單片機將處于癱瘓狀態。其次是復位電路，它是單片機的初始化操作。單片機加上時鐘電路和復位電路就可以構成一個簡單的最小系統。 STC89C52單片機最小系統本系統在單片機最小系統設計中選用STC89C52單片機，它共有40條引腳，分I/O端口、控制和電源三類引腳。（1）I/O端口：端口分4個8位I/O口，共32條引腳，用于傳輸數據、地址、控制和狀態等信息。P0口（～）為多功能端口，用于傳輸數據、地址，在傳輸數據信息時，輸入帶緩沖、輸出帶鎖存，使用非常方便；P1口（～）為單功能端口，用于數據輸入/輸出傳輸；P2口（～）為多功能端口，用于傳輸地址信息或作為普通I/O端口；P3口（～）為多功能端口，用于傳輸控制信息或作為普通I/O端口。（RXD），（TXD），（INT0）， 為外部中斷1輸入（INT1）， （T0）， （T1）， “寫”控制信號線（WR）， “讀”控制信號線（RD）。(2) 電源線：共2條，VCC、VSS(GND)。(3) 控制線：共6條，用于傳送控制信號。ALE地址鎖存，用于區分在多功能端口傳送的數據/地址信息；ALE=0/1為數據/地址；EA允許訪問外程序存儲器，EA=0/1片外/片內存儲器有效；PSEN片外ROM選通；RST芯片復位線；XTALXTAL2為外接石英晶振輸入線。時鐘電路：(XTAL1)和19（XTAL2）之間。單片機外接時鐘電路通常采用石英晶體和電容組成的并聯諧振回路，考慮到單片機的串口通信，兩個電容選擇瓷片電容，其值都為30pF，電容值的大小可對頻率起微調的作用。復位電路：（RST）引出。RST引腳是復位信號的輸入端。復位是對單片機進行初始化操作，復位信號是高電平有效，有效時間應持續至少二個機器周期的高電平寬度，其主要功能是把單片機程序計數器初始化，讓單片機從程序首地址單元開始執行程序。為了讓系統進入正常的初始化或者當由于操作錯誤、程序運行出錯使系統處于死機狀態時能夠跳出困境，需按復位鍵重新啟動系統。復位操作有按鍵手動復位和上電自動復位兩種方式。按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與Vcc電源接通而實現的。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的，這樣，只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現自動上電復位。本設計中采用按鍵電平復位方式。4系統軟件設計Keil C51開發系統基本知識Keil C51開發系統基本知識 ，Keil C51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發調試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發大型軟件時更能體現高級語言的優勢。下面詳細介紹Keil C51開發系統各部分功能和使用。 Keil C51單片機軟件開發系統的整體結構，C51工具包的整體結構，uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發環境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發流程。開發人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創建生成庫文件，也可以與庫文件一起經L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件，以供調試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。 使用獨立的Keil仿真器時，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。仿真器上的復位按鈕只復位仿真芯片，不復位目標系統。仿真芯片的31腳（/EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部ROM（其CPU的/EA引腳接至低電平）的目標系統中使用。Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發大型軟件時更能體現高級語言的優勢。目前keil的版本已經出到keil uVision4。keil軟件常與proteus仿真軟件相配合使用系統上電后初始化，然后進行判斷是否進入報警狀態，如果沒有進入報警狀態不管感應器怎么被觸發都不會報警，但當進入報警狀態，當紅外感應器感應到有人會輸出高電平“1”，此時如果溫度超過了設定溫度時，系統就會發生報警。在通過無線收發模塊通知車主。程序主流程圖所示。 主程序框圖溫度傳感器DS18B20只有經過編譯后才能被單片機所識別，所以溫度傳感器的子程序是很重要的，一下為溫度傳感器子程序框圖，子程序見附錄D。 溫度傳感器子程序當系統進入報警狀態，DS18B20首先采集數據，當溫度超過設定的溫度時就會才生一個提示信號進入單片機，由單片機進行處理報警程序是為了是蜂鳴器產生不同頻率的響聲，使得報警更加的逼真，下為報警子程序和框圖： 報警子程序當系統處于防御狀態時，單片機會隨時采集DS18B20的溫度，當采集到的溫度高于設定的溫度時單片機就會發出報警報警子程序如下：void Alarm(uchar t){uchar i,j。for(i=0。i200。i++){SPK=~SPK。for(j=0。jt。j++)。 //由參數t行成不同的頻率}}系統軟件設計部分主要在編程軟件KEIL4運行環境中進行，本設計采用C語言進行編程。在KEIL環境下編程的基本過程比較簡單，運行KEIL軟件，新建工程，然后選擇單片機型號，設計中選用STC89C52單片機，接下來新建文件并將新建文件添加至工程中，在文件編輯界面中進行系統軟件的C語言編程。程序編寫完成后，進行編譯，查看程序是否有誤，如果沒有錯誤下一步生成可以下載到單片機的HEX文件。本設計選用的單片機是STC系列的，具有在系統可編程（ISP），程序可以直接通過串口下載進去，只需要采用一個程序下載軟件就可完成程序的下載。程序編譯與HEX文件生成之后，用串口線將電腦與MAX232電平轉換電路連接起來，用跳線帽接通單片機串口，打開STC_ISP程序下載軟件，設置好相關參數，將程序下載到單片機中。 （a） KEIL環境編譯界面系統軟件部分的C語言編程設計到這一步，已經全部完成。（b） 程序下載完成界面5系統電路制作與調試系統電路分為4個模塊，分別為溫度模塊，紅外感應模塊，報警模塊和無線傳輸報警模塊。 溫度模塊與紅外線模塊溫度傳感器測溫的范圍在55℃ ~+125℃。本課題它的主要是檢測發動機溫度是否有升高，一旦發現溫度超過一定的設定值，單片機會發出一個高平信號提醒有危險發生。由于我只是模擬。所以把溫度設為了30℃。當DS18B20檢測到溫度超過了30℃時就會使得單片機進入檢測狀態。但是不能由一個因素就能判斷汽車是否危險，所以又加入了紅外感應模塊，他的主要功能就是判斷人是否靠近汽車，紅外感應模塊工作原理也很簡單，當人靠近汽車時，便會發出一個高電平，然后單片機也會進入檢測狀態。當溫度傳感器和紅外線傳感器都發出高電平時就證明了汽車有危險，然后單片機控制報警系統報警。報警模塊式一個很簡單的電路，報警信號由三極管放大然后起到報警的作用。但是報警信號必須傳到遠處車主的身上，所以就必須用到pt2262無線傳輸模塊。我選用的是點動式的無線傳輸模塊，點動式就是指同步傳輸的意思，只要發送模塊發送數據，接收模塊就會收到一個數據，這樣就起到了實時性。但是實際上運用無線發送接收模塊遇到很多問題，最嚴重的一個就是無線發送端的啟動信號會將與單片機相連那段的高電平拉低，使得不能使無線發送模塊工作。 無線接收部分電路在調試的時候遇到很多的問題，剛開始的時候溫度傳感器的設定一直不能夠很好的完成，使得溫度采集遇到很大的問題，之后問過老師和同學的基礎上，努力修改程序終于使得能夠正常的工作，但是接下來又遇到很多的問題。溫度傳感器能工作了但是紅外傳感器怎么都不能好好的工作，通過查資料發現了原來通過調節電位器就能使得在不同距離有不一樣的靈敏度。但是之后又發現一個問題仿真什么都成功了但是實物就不是不能報警，電路查了很多遍都沒有發現問題，最后將問題鎖定在器件上面，經過一番排查終于發現了原來用錯了三極管本意用的是NPN卻用成了PNP，換好器件終于電路能夠工作了，但是這只是本體電路，我必須將報警信號發送到遠處車主身上，起先我想用的是NRF24L01P但是卻遇到了很多問題不管是程序上還是電路上都遇到了很大的問題，由于他的工作電壓很低，一不小心就燒了4塊芯片。在我一籌莫展的時候我的同學和我講了一