2022年毕业设计电动车防盗器 .pdf
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1、XXX 学校xxx xxx 毕业设计(论文) 电动车防盗器Electric vehicle anti-theft device系名: XXX 专业班级: XXX 学生: XXX 学号: XXX 指导教师: XXX 指导教师职称: XXX XX 年 XX 月精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 39 页1 目 录摘要 2 Abstract 3 引言 4 第一章 硬件设计5 1.1 系统整体结构5 1.2 硬件电路原理61.2.1 AT89C51 单片机简述12 1.2.2 微处理与报警电路141.2.3 红外线遥控发射电路151
2、.2.4 红外线遥控接收电路181.2.5 电源电路201.3 制作与使用20 第二章 软件的设计22 2.1 流程图 22 2.2 程序清单23 2.3 使用说明33 2. 性能和功能介绍33 2. 使用操作步骤34 2.3.3 故障处理34 结论35 致谢36 参考文献37 附录 A 整机原理图38 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 39 页2 电动车防盗器摘要本系统采用了自制的红外发射和接收电路,它的制作简单、 成本低、安装比较方便。采用红外发射二极管发射红外信号, 通过红外接收头接收红外信号。 这种防盗器安装隐蔽,
3、不易被盗贼发现。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、 LCD显示电路、按键控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED显示电路等部分组成。处理器采用 C51系列单片机 AT89C51 ,整个系统是在系统软件控制下工作的。关键词:单片机 红外传感器 LCD显示 报警电路精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 39 页3 Electric vehicle anti-theft deviceAbstractThe system adopts the self-made infrared transmitt
4、ing and receiving circuit, it has the advantages of simple manufacture, low cost, convenient installation. The infrared emission diode emits infrared signal, the infrared receiving head receives the infrared signal. This kind of security installmenthiding, not easy to be the thief found. The design
5、includes two parts of hardware and software design. The hardware includes single chip control circuit, LCD display circuit, keyboard control circuit, infrared sensor circuit, driving the implementation of the alarm circuit, LED display circuit. The processor uses the C51 series single-chip AT89C51,
6、the whole system isunder the control of the system software work. Keywords:single chip infrared sensor LCD display the alarm circuit精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 39 页4 引言随着国民经济的飞速发展和人民生活的不断提高,电动车车成为部分人不可少的交通工具,现在电动车车被盗的现象很多盗贼的手段也层出不穷。较高级的电动车车防盗锁在短时间内难以破坏,盗贼便将电动车车搬上其它车辆上盗走,这样,再
7、高级的防盗锁也显得无能为力了。为对付不断升级的盗车手段,人们研制出各种方式、不同结构的防盗器,鉴于上述,本文主要设计一款新型的电动车防盗报警器。就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器,但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。而本设计中所使用的红外线是不可见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。 当检测到陌生人在电动车前时会产生一个低电平跳变,通过单片机检测到该信号,并做出一定的处理。(1) 该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为LCD显示、单片机最小系统、键盘控制、红外线发射接收模块、报警等
8、模块的模拟电路及其子函数。(2) 本电动车防盗报警系统的模拟仿真内容有通过按键来模拟红外模块检测到信号,当信号产生以后进行自动报警,并且报警指示灯亮,LCD显示部分显示报警产生位置。按下警戒开关后,表示警戒的喇叭响,同时,警戒指示灯亮,LCD显示警戒进行中。当警戒解除再次按下按键解除警戒时,LCD显示警戒解除,指示灯熄灭,喇叭停止鸣叫。按下解除报警开关时,报警解除,报警指示灯熄灭,LCD显示安全。此过程主人在不在家都工作 。该报警器使用单片机控制喇叭鸣叫来到达防盗的目的,使用很方便、操作简单灵活性强。选用开关作为传感器对各点进行信号取样使电路容易实现。电路采用模块化的设计思想,使设计变得简单方
9、便、工作稳定,价格合理。该电动车车防盗报警系统防盗性能严密可靠、功能强大、能及时报警、抗干扰能力比较强无噪声污染更符合环保要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 39 页5 第一章 硬件设计系统总体框图如图1 所示。电动车车防盗报警器电路由移动延时报警电路、车头锁报警电路、右侧盖防破坏报警电路、 控制电路、报警产生电路和遥控器接收发射电路等组成,采用 AT89C51控制,可以用钥匙开启和关闭报警系统也可以用遥控器来开启、关闭启动点火和寻车等功能。 停车时只要把点火开关关掉整个报警系统启动,对电动车车各锁开关和移动电动车车进
10、行检测,如果检测到信号报警电路启动报警,同时切断点火线圈,整个报警系统一旦动作,可以用点火钥匙关闭也可以用遥控器关闭。报警器还设有寻车报警,能在一定的距离内按遥控器寻车键也会报警,音频电路采KD-9561报警 IC 驱动高响度报警扬声器发声。 系统在单片机的控制下才可能按照程序自动进行工作,从而实现报警器的智能化。整个单片机控制电路是该系统的核心器件。1软件与硬件分工说明硬件部分主要用于LCD显示、喇叭鸣响、指示灯指示、定时灯指示、按键信号的采集、控制信号采集,软件部分主要用于LCD数据写入、按键按下监控、喇叭鸣响频率、定时灯定时时间控制、以及协调硬件之间的配合。2硬件总体框图如图1 所示图
11、1 硬件总体框图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 39 页6 3软件结构图如图2 所示图 2 软件结构图一、用 Proteus 系统仿真模块划分为 LCD显示、单片机最小系统、键盘控制、红外线发射接收模块、主人是否在家的定时模块、报警等模块的模拟电路及其子函数。就此设计的核心模块来说, 单片机就是设计的中心单元,所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/ 输出设备、以及外围应用电路等组成的系统,软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、
12、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下结构:红外发射接收电路、报警电路、表示主人是否在家的灯泡电路、单片机、复位电路及显示部分组成。处理器采用 52 系列单片机 AT89C51 。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外发射电路发射红外信号后,接收电路接收电信号, 当有人进入遮挡后产生电信号,经信号调理电路送至单片机。在单片机内,经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号,并显示入侵位置,指示灯指示报警。人工按下警戒开关,进行警戒,警戒喇叭响起。警戒解除后,按下警戒开关, 解除警戒。系统回到初始状态。 Proteus序运行图如图 3 所示:精选学习资料
13、 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 39 页7 图 3 Proteus程序运行图二、元件清单及元件选择及参数选择的依据1LCD1602 用于显示家庭防盗系统的运行情况,结构简单,价格低廉,可以满足显示要求。2AT89C51 单片机处理各种电信号,价格廉价,结构简单,满足系统要求。32 个 sounder用于报警和警戒,声音大,易吸引人的注意力。4发光二极管 2 个指示是否显示报警和警戒。51 个二极管用于电流反向保护。69 个按键 6 个用于模拟红外传感器模块,2 个用于控制关闭报警和打开、关闭警戒, 1 个用于复位系统。7三极管用于驱
14、动定时灯。81 个继电器用于小电流控制大电流。9400W 灯泡用于指示主人是否在家。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 39 页8 10电阻,电容假设干, 1 个晶振。三、protel硬件电路图1、总图内容如图 4 所示:图 4 总图内容2、课程设计内容如图5 所示:图 5 课程设计内容精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 39 页9 3、红外发射接收内容如图6 所示:图 6 红外发射接收内容4、红外传感器模块本设计采用红外发射管发射红外信号,接收管接收到红
15、外信号被遮挡后产生低电平触发报警处理。其工作电路原理及设计电路如图4 所示, D11 发射红外信号 Q14接收红外信号,当信号被人遮挡后OUT1 输出低电平,进入单片机从而检测出有人入侵。红外传感器原理图如图 7 所示:图 7 红外传感器原理图5、时钟电路的设计18 和 19 分别为单片机的XTAL1和 XTAL2 ,XTAL1和 XTAL2分别为反向放大器的输入精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 39 页10 和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件, XTAL2应不
16、接。因为一个机器周期含有6 个状态周期, 而每个状态周期为2 个振荡周期, 所以一个机器周期共有 12 个振荡周期,如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ ,一个振荡周期为 1/12us ,故而一个机器周期为1us5。如图 8 所示为时钟电路图:图 8 时钟电路图6、复位电路的设计复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位,单片机在时钟电路工作以后, 在RESET 端持续给出 2 个机器周期的高电平时就可以完成复位操作6。例如使用晶振频率为12MHz 时,则复位信号持续时间应不小于2us7。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图 9 示为复位电路。图 9 复位电路图7、 警戒、报警电
17、路及指示电路的设计指示灯 LED0和 LED1分别接在 P0.0 和 P1.7 口, LS1和 LS2分别接在 P1.5 和 P1.6 口,用来报警和警戒。 LED灯分别指示报警和警戒的情况如图10、11、12 所示:图 10 发光二极管警戒电路精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 39 页11 图 11 发光二极管报警电路图 12 指示电路图8、 LCD显示电路设计LCD1602 的 16 个引脚接到对应的16个引脚上。 LCD 显示电路如图 13 所示:图 13 LCD 显示电路图9、按键控制电路按键分别接在 P0.1
18、和 P0.2 口,用来控制警戒和解除报警。按键控制电路如图14 所示:图 14 按键控制电路图10、定时灯指示主人是否在家电路设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 39 页12 R10 左侧接入 P0.3 通过单片机来控制灯的亮灭,继电器驱动灯泡。定时灯电路图如图 15 所示:图 15 定时灯电路图1.2.1 AT89C51 单片机简述AT89C51 的内部结构如图 16 所示。AT89C51 是一种低功耗高性能的8 位单片机,片内带有一个 4k 字节 Flash 可编擦除只读存储器 (EEPROM , 它采用了 CMO
19、S 工艺和 ATMEL 公司的高密度非易失性存储器(NURAM) 技术,而且其输出引脚和指令系统和MCU 51 系列单片机兼容。片内的 Flash 存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性的存储器编程器来编程。同时已具有三级程序存储器保密的性能, 在众多的 51 系列单片机中,要算 ATMEI公司的 AT89C51更实用,因为它不仅和MCU 51 系列单片机指令、管脚完全兼容,而且其片内的 4k 程序存储器是 Flash 工艺的,这种下艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。所以说这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。写入单片机的程序还可以加密,这又很好地保护了所有者的
20、劳动成果。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 39 页13 图 16 AT89C51 的内部结构引脚功能1VCC 40 脚 :供电电源 5V;2VSS 20 脚 :接地;3XTAL2/XTAL1 18、19 脚 :用做晶体振荡电路的反相器输入和输出端。4RST/VPD(9脚):RST是复位信号输入端,高电平有效,此端保持两个机器周期以上的电平时,就可以完成复位操作。RST引脚的第二功能即备用电源的输入端。5ALE/PROG30 脚 :地址锁存允许信号端。在访问外部存储时,ALE 用来锁存P0口扩展地址底 8 位的地址信号。
21、 在不访问外部存储器时, ALE以时钟振荡频率的1/6 的固定速率输出,因而它又可以用外部定时或其它需要。第二功能可作为编程脉冲输入端。6PSEN 29 脚 :程序存储允许输出信号端。7EA/Vpp31 脚 :访问外部程序存储器控制信号。8P0P00-P07 39-32 脚 :是一个 8 位滤极开路的双向I/O 口。第二功能是在访问外部存储器时,分时提供低8 位地址线和 8 位双向数据总线。9P1P10-P17 1-8 脚 :P1口是一个带内部上拉电阻的8 位准双向 I/O 端口,一般作为 I/O 端口;10P2P20-P27 21-28 脚 : P2口是一个带内部上拉电阻的8 位准双向 I/
22、O 端口,在访问片外 EPROM/RAM时,它输出高 8 位地址。时钟电路ROM RAM 定时计数器CPU 并行接口串行接口中断系统INT0 INT1 TXD RXD P0 P2 P3 P1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 39 页14 11P3P30-P37 10-17 脚 :P3口是一个带内部上拉电阻的8 位准双向 I/O 端口,此外还有第二功能如表1 所示。表 1 P3 口第二功能口线第二功能P30 RXD串行接收P31 TXD 串行发送P32 INT0外部中断 0 输入P33 INT1外部中断 1 输入P34
23、T0定时器 0 外部输入P35 T1定时器 1 外部输入P36 WR外部数据存储器写信号P37 RD外部数据存储器读信号检测输入信号由开关SB1 、SB2 、SQ检测到信号从P10、P11、P13输入单片机和遥控信号从 P00 、P01、P02、P03输入单片机,开关SA为启动报警开关只要把SA打向接地,此时给单片机 INT0 一个中断信号启动报警系统,当开关置另一个接点时,5V电压通过电阻和非门加到 INT1 启动外部中断 1 关闭报警系统该中断低电平有效经单片机处理后由 P26、P27输出去控制报警 IC 和点火器。右侧盖防破坏报警电路由电阻器R7和检测开关 SB2组成,在电动车车右侧盖完
24、好时,检测 SB2受右侧盖按压而处于关断状态,不能触发报警信号产生电路工作。一旦有人将右侧盖拆开、欲破坏电源电路时,SB2接通,使 P10输出高电频经过单片机处理,从P26、P27 输出高电平驱动点火器断开和报警产生电路工作,报警喇叭发出报警声,报警延时1分钟后停止报警这由软件来完成。车头锁防盗报警电路由电阻R6和开关 SB1组成,车头锁锁死时相当于断开,当车头锁被打开时, SB1 随之自动接通,电源通过电阻R6 和开关直接把电压加到单片机的P11脚使之产生高电平,单片机一旦检测到该高电平输出信号去控制点火器和报警电路报警,如果马上把车头锁锁上也不能启动点火器和报警电路停止工作必须用点火锁或遥
25、控器关。点火开关的接地报警电路由电阻R11一端接电源一端接地再接到单片机的P12脚 该脚高电平有效。在电动车车点火开关的接地线完好时,单片机检测到低电平,不能触发精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 39 页15 报警信号产生电路工作。 当点火开关的接地线被切断 ( 盗车贼在偷电动车车时, 由于其手中无该车的钥匙, 只能先将点火开关的接地线断开,然后再将点火开关的电源触头短路接通,否则电动车车不能起动) 时,输出高电平给单片机,触发报警信号产生电路工作而发出报警信号同时切断点火器。移动延时报警电路由水银开关SQ 、电阻器 R
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