自行車(chē)防盜器設(shè)計(jì)報(bào)告.doc
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大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)報(bào)告題目:自行車(chē)防盜器 作者:H摘要由于近日來(lái)校園內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)自行車(chē)被盜現(xiàn)象,為了增加同學(xué)們的自行車(chē)防盜能力,減少同學(xué)們的損失,本設(shè)計(jì)給同學(xué)們提供了一個(gè)防盜報(bào)警器,使同學(xué)們的自行車(chē)更加安全。本設(shè)計(jì)主要使用單片機(jī)芯片作為控制系統(tǒng),利用無(wú)線遙控控制繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)警報(bào)器電路的開(kāi)與關(guān)。當(dāng)用戶不用自行車(chē)時(shí),打開(kāi)電路,當(dāng)自行車(chē)被騎走時(shí),將受到震動(dòng),受震的彈簧觸片即與地瞬間接觸,彈簧觸片所連接的IO口此時(shí)將收到一個(gè)低電平信號(hào),系統(tǒng)在收到信號(hào)后,將立刻給蜂鳴器傳輸一個(gè)低電平信號(hào),使其鳴叫,發(fā)生警報(bào)。此外,本設(shè)計(jì)設(shè)有按鍵C,當(dāng)同學(xué)們按下C鍵時(shí),車(chē)子將發(fā)生鳴叫,此功能方便同學(xué)們?cè)谲?chē)子附近時(shí),可以檢查自己的車(chē)子是否還在?;蛘哂袝r(shí)因停放車(chē)子太多,找不到車(chē)子,可以使用此功能,即可循聲找到自己的車(chē)子。 本設(shè)計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,制作費(fèi)用低,是同學(xué)們車(chē)子防盜的廉價(jià)好管家。關(guān)鍵字:自行車(chē) 防盜 遙控 單片機(jī) 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告 1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1任務(wù)制作一個(gè)自行車(chē)的防盜產(chǎn)品。1.2要求基本要求l 系統(tǒng)正常工作后,能禁止他人非法移動(dòng)車(chē)子,或當(dāng)車(chē)子被非法移動(dòng)時(shí),能夠起到警報(bào)作用;l 可以準(zhǔn)確判斷車(chē)子是否被非法移動(dòng);l 報(bào)警觸發(fā)后,不會(huì)被停止;2.理論分析與方案論證當(dāng)前校園中,經(jīng)常出現(xiàn)自行車(chē)被盜,僅有一把鐵鎖的自行車(chē)在小偷面前簡(jiǎn)直有鎖如同沒(méi)有鎖,主要是小偷開(kāi)鎖技巧高超,各種鎖難以支架。在21世紀(jì),這個(gè)電子技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代,利用電子技術(shù)來(lái)制作一個(gè)廉價(jià)防盜器非常具有應(yīng)用價(jià)值與必要。假若使用蜂鳴器作為一個(gè)警報(bào)器則可防止小偷盜走車(chē)輛。然而,這個(gè)警報(bào)器必須能辨別車(chē)輛是否被移動(dòng),此問(wèn)題可以用加速感應(yīng)器或震動(dòng)感應(yīng)器來(lái)辨別。而同時(shí)警報(bào)器要能辨別出此移動(dòng)是否合法的,這個(gè)可以考慮用電路的開(kāi)與關(guān)來(lái)辨別,當(dāng)車(chē)主使用車(chē)輛時(shí),可以關(guān)掉警報(bào)器電源,車(chē)主需要采取防盜功能時(shí),則把電源接上。若果使用普通開(kāi)關(guān)控制,則雖然車(chē)主能使用此開(kāi)關(guān)來(lái)控制電路,但小偷亦能使用此開(kāi)關(guān)。然而若果換成遙控開(kāi)關(guān)的話,則遙控器只在車(chē)主的手上,也就只有車(chē)主能夠控制警報(bào)器的電源開(kāi)關(guān)了。同時(shí),為防止防盜器被小偷毀壞,可以把警報(bào)器裝在自行車(chē)內(nèi)部。2.1 各模塊選擇與論證2.1.1芯片的選擇考慮到本設(shè)計(jì)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理,而儲(chǔ)存信息不多,考慮使用256 Byte On-chip RAM的STC89C52單片機(jī)芯片。2.1.2遙控模塊的選擇有無(wú)線遙控或紅外遙控的選擇,若果選擇紅外遙控,則外露的接收頭易被他人損壞,且接收不方便。故選擇無(wú)線遙控,無(wú)線遙控傳輸信號(hào)方便,任何方向皆可。同時(shí),接收模塊可以裝在自行車(chē)內(nèi),不易于被損壞。考慮到本設(shè)計(jì)所需按鍵不多,故在淘寶瀏覽后,選擇了只有四位按鍵的小七遙控器。3.1.3移動(dòng)感應(yīng)模塊的選擇自行車(chē)移動(dòng)時(shí)必須能被感應(yīng)。此感應(yīng)模塊可以考慮加速感應(yīng)器,加速感應(yīng)器如右圖。感應(yīng)器易于制作,然而,由于材料有限,找不到足夠質(zhì)量的小導(dǎo)體b或彈性系數(shù)足夠小的彈簧,故本設(shè)計(jì)采用了震動(dòng)感應(yīng)器,當(dāng)發(fā)生震動(dòng)時(shí),a將會(huì)左右搖擺,與導(dǎo)體b接觸。制作更為方便,且對(duì)材料要求較低,易于制作。3.1.4警報(bào)模塊的選擇作為警報(bào)器,必須聲音銳利,然而,材料有限,暫用普通的蜂鳴器代替。3.2 結(jié)論通過(guò)對(duì)各類型元器件的對(duì)比,考慮到設(shè)計(jì)成本和設(shè)計(jì)精度的要求,在充分保障系統(tǒng)可靠性的前提下,我們選擇了成本低廉的元器件,降低了系統(tǒng)硬件投資并減少了軟件開(kāi)發(fā)周期,具有可行性。同時(shí),在模塊的選擇時(shí),考慮了系統(tǒng)升級(jí)或者功能的改變帶來(lái)的資源消耗,我們考慮了冗余部分資源,提高了系統(tǒng)的適應(yīng)能力。4.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)材料:繼電器、蜂鳴器、12M晶振、USB接口母座、二極管、40口插座、STC89C52單片機(jī)、萬(wàn)用板、小彈環(huán)、螺絲各一個(gè),22P電容2個(gè),S9012三極管2個(gè),無(wú)線發(fā)射接收模塊1對(duì),漆包線若干。5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用了STC89C52單片機(jī)芯片作為系統(tǒng)控制中心,在軟件設(shè)計(jì)中利用了該單片機(jī)控制蜂鳴器與繼電器的開(kāi)與關(guān)。整個(gè)程序的編寫(xiě)均由C語(yǔ)言完成,在程序設(shè)計(jì)中,采用了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法,使各個(gè)模塊程序相對(duì)獨(dú)立開(kāi)來(lái),便于程序代碼的維護(hù)、移植和升級(jí)。同時(shí),這樣分離式程序設(shè)計(jì),降低了代碼的調(diào)試難度,縮短了調(diào)試周期。在程序設(shè)計(jì)中,大量使用了宏代換語(yǔ)句,為程序的修改提供了簡(jiǎn)易的接口,消除了修改中重復(fù)查找相同代碼的繁瑣,提高了效率。51 主程序流程圖蜂鳴器、繼電器定時(shí)器初始化初始遙控接收模塊是否收到有效信號(hào)識(shí)別信號(hào)辨別按下的是哪個(gè)鍵關(guān)閉繼電器開(kāi)始開(kāi)啟繼電器蜂鳴器鳴叫一段時(shí)間YABCN震動(dòng)感應(yīng)器是否接通蜂鳴器響6秒Y N521遙控接收模塊信號(hào)程序在本設(shè)計(jì)中,遙控接收模塊信號(hào)的辨別主要通過(guò)啟動(dòng)單片機(jī)定時(shí)器0,以8位重裝工作方式每100us掃描一次所收到信號(hào),由于發(fā)射模塊所發(fā)射的信號(hào)高低電平的長(zhǎng)度是固定的且只有兩種。這里選擇以低電平時(shí)間的長(zhǎng)度來(lái)確定是1還是0,若果是按鍵的信號(hào),則必先接收到同位碼(即一段固定的長(zhǎng)時(shí)間的低電平),先辨別是否已接受到同位碼,若果是,則記錄信號(hào),否的話,則說(shuō)明不是有效的信號(hào),不作記錄。信號(hào)一共24位,記錄好24位信號(hào)后與ABC鍵的信號(hào)作比較,若是A,作執(zhí)行A鍵的功能,若是B,作執(zhí)行B鍵的功能,若是C,作執(zhí)行C鍵的功能。同時(shí),由于遙控繁多,故每個(gè)遙控有自己的地址碼(可由用戶自調(diào)),故在收到信號(hào)后,還應(yīng)與地址碼對(duì)比,以辨別此信號(hào)是不是車(chē)主遙控所發(fā)出的信號(hào)。信號(hào)的前16位就是地址碼,對(duì)比信號(hào)的地址碼與遙控的地址碼,若果兩者相同,則信用有效;若果不相同,則說(shuō)明此信號(hào)不是車(chē)主遙控所發(fā)出的信號(hào),此時(shí)信號(hào)無(wú)效。522 蜂鳴器程序蜂鳴器響有兩種情況,一,按了C鍵;二振動(dòng)感應(yīng)器接通。蜂鳴器所接的是S9012三極管,屬于PNP型,低電平有效。當(dāng)遙控接收模塊接收到C鍵信號(hào)時(shí),則在蜂鳴器IO口輸出低電平,調(diào)用延遲子程序,讓蜂鳴器鳴叫2秒。同樣,在振動(dòng)感應(yīng)器接通時(shí),感應(yīng)器IO口則輸入低電平,此時(shí)也在蜂鳴器IO口輸出低電平,調(diào)用延遲子程序,讓蜂鳴器鳴叫6秒。之所以延長(zhǎng)鳴叫時(shí)間,是因?yàn)檎駝?dòng)導(dǎo)致的感應(yīng)器接通可能僅僅是瞬間的,若不延長(zhǎng)鳴叫時(shí)間,則鳴叫將會(huì)極短,無(wú)法起到警報(bào)效果。程序編程見(jiàn)附錄16. 功能操作演示部分接通電源后,按A鍵,則防盜系統(tǒng)開(kāi)啟,當(dāng)防盜器振動(dòng)時(shí),警報(bào)器發(fā)出警報(bào)聲音。按下B鍵,防盜系統(tǒng)關(guān)閉,防盜器振動(dòng)時(shí)警報(bào)電路不工作。在工作狀態(tài)下按下C鍵,則警報(bào)器鳴叫,車(chē)主可根據(jù)聲音找到自行車(chē)的停放位置。附錄1:/*蜂鳴器接1.5 遙控接P2.6 指示燈發(fā)光二極管接P3.6 繼電器接P0.2 */#include #define uchar unsigned char/*IO引腳定義*/sbit ykjs=P11; /遙控接收器口sbit fmk=P24; /蜂鳴器sbit jdq=P00;/繼電器sbit zsd=P31; /指示燈,繼電器打開(kāi)時(shí),燈亮。這樣可以知道機(jī)器是否處于工作狀態(tài)sbit jsk=P34;/接收口 即看加速度感應(yīng)器是否接通。 接通時(shí)為0void sm();/*變量聲明*/code uchar dzm1=0xaa; /地址碼1 ;code uchar dzm2=0xaa;/地址碼2 用來(lái)驗(yàn)證信號(hào)是否從指定遙控器發(fā)出uchar ddsj=0; /低電平時(shí)間計(jì)數(shù) 用來(lái)計(jì)算低電平的時(shí)間uchar i=0;/每個(gè)信號(hào)有三個(gè)字節(jié),i區(qū)分這三個(gè)字節(jié)。uchar ab=0; /按鍵 若接收到的是a鍵,則ab=1,若是b鍵則=2,從而通過(guò)ab的值反應(yīng)到繼電器的開(kāi)關(guān)上。uchar xh3;/信號(hào) 用來(lái)存信號(hào),共三個(gè)字節(jié)uchar jsgs=0; /計(jì)算個(gè)數(shù) 計(jì)算收到的信號(hào)位的個(gè)數(shù)。滿8個(gè)則存到下個(gè)字節(jié)。uchar js=0;bit ok=0;/標(biāo)志是否完成接受信息。 若ok=1,則說(shuō)明接受到了一個(gè)信號(hào) 則主函數(shù)執(zhí)行動(dòng)作,辨別是按了哪個(gè)鍵。bit twm=0; /同位碼 若接受到同位碼 則說(shuō)明很可能接受到信號(hào)。即信號(hào)的開(kāi)始bit qjs=0; /前一時(shí)期的接受口狀態(tài) 用來(lái)辨別是否從低電平變?yōu)楦唠娖交驈母咦兊?,或一?/*初始化*/ void csh(void) /用來(lái)初始化一些值,比如計(jì)時(shí)器的工作方式 中斷等TH0=0x9c; / 100us中斷一次 即掃描一次有沒(méi)有收到信號(hào) 8位重裝,每次256,故設(shè)初始值156=10011100=0x9,這樣每次運(yùn)行100次,即100usTMOD|=0x02;/0010 0為gate 0為C/T,0時(shí)為定時(shí)功能 10 為8位自動(dòng)重裝定時(shí)方式 設(shè)置T0為自動(dòng)裝入的8位定時(shí)器ET0=1; /開(kāi)T0中斷EA=1; /開(kāi)總中斷TR0=1; /啟動(dòng)T0/*延遲函數(shù)*/void delay (unsigned int t) /0.001秒unsigned int x;while(t)t-;x=10;while(x-);/*timer0中斷掃描 每100us中斷一次*/void timer0() interrupt 1 /timer0的中斷 interrupt 1的1指的是IE的位數(shù) 0為外部中斷0 1為timer0 2為外部中斷1 3為time1sm(); /每100us掃描一次是否有信號(hào),信號(hào)為哪個(gè)鍵/*主程序*/void main()csh();/初始化while(1)/進(jìn)入大循環(huán)if(ok)/如果完成了一次掃描switch(ab) /看看掃描到的是哪個(gè)鍵case 1:jdq=0;zsd=1;break;/掃描到鍵A則開(kāi)蜂鳴器,由于是PNP,故蜂鳴器低電時(shí),三極管通,同時(shí)指示燈亮case 2:jdq=1;zsd=0;break;/鍵B則關(guān)蜂鳴器 同時(shí)關(guān)閉指示燈case 3:fmk=0;delay(3000);fmk=1;break;delay(1000);/關(guān)或開(kāi)繼電器后延遲一會(huì) 為什么呢?我也不知道ok=0;/*把ok關(guān)掉(即設(shè)為0)這樣說(shuō)明本次按鍵執(zhí)行結(jié)束, 主函數(shù)回到if語(yǔ)句,等等ok變1,即等待下次按鍵掃描。*/fmk=1;/先關(guān)蜂鳴器js=0;/標(biāo)志jsk=1;/接受口先為1,即不接負(fù)極if(!jsk)/當(dāng)它接負(fù)極時(shí),即為0js=1;/標(biāo)志改為1,讓蜂鳴器叫if (js)fmk=0;delay(15000);/叫的時(shí)間延遲 讓它叫久些/*按鍵掃描*/void sm()if(ykjs)/遙控接收口為高電平時(shí)if(!qjs) /如果前一時(shí)期接收到的是低電平,說(shuō)明高電平現(xiàn)在才開(kāi)始qjs=1;/標(biāo)志這一時(shí)期(即下一時(shí)期的前一時(shí)期)的電平為高電平67692if(twm)/如果前面一段低電平不是同位碼,則執(zhí)行如下xhi=xhi1;/令信號(hào)記錄的第i個(gè)字節(jié)右移,移出一個(gè)0位,如本來(lái)11010010,則移后得01101001,這樣最高一位為零,可以記錄新數(shù)字if(1ddsj)&(ddsj5) /低電平時(shí)間在100us到500us之間,則記為1 按理說(shuō) 低電應(yīng)該記為零,但由于數(shù)字是從右記到左的,為了與地址碼相符故記為零,仔細(xì)想一下會(huì)明白的,因?yàn)榈刂反a是10101010,從右記左為01010101,故換一下01位置,就成為了10101010 xhi|=0x80; /和10000000或,這樣之前空出來(lái)的最高一位0位將記為1else if(8ddsj)&(ddsj13) /低電平時(shí)間在800us到1.3ms之間,記為0(原本應(yīng)該為1)xhi&=0x7f; /則和01111111與,這樣原本為0的最高位現(xiàn)在還是0,其余的是1的還是1,零的還是0 else /若果低電平時(shí)間不在兩個(gè)范圍內(nèi),則為干擾碼,則退出twm=0; /退出前先清零同位碼 ,由于記錄信號(hào)的三個(gè)字節(jié)記錄的方式與先前數(shù)值無(wú)關(guān),故可不清零 return;jsgs+;if(jsgs%8=0)i+;if(jsgs=24)twm=0;if(xh0=dzm1&xh1=dzm2)ok=1;switch(xh2)case 0x03:ab=1;break;case 0xc0:ab=2;break;case 0x30:ab=3;break;case 0x0c:ab=4;break; else /未檢測(cè)到同位碼,則檢測(cè)之前那次低電平是否同位碼if(100ddsj)&(ddsj140) /檢測(cè)到是同位碼則下面復(fù)位一些值twm=1; /將同位碼置1,說(shuō)明接收到了同位碼i=0;/將i置0,下次接收時(shí)將從第一個(gè)字節(jié)開(kāi)始記怒江jsgs=0;/計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)也置0,下次接收將從第1個(gè)計(jì)起ddsj=0;/低電時(shí)間清零。elsereturn;else/接收口為低電平時(shí)if(qjs)/如果前一時(shí)期接收到的是高電平,則說(shuō)明低電平現(xiàn)在才開(kāi)始qjs=0;/標(biāo)志這一時(shí)期(即下一時(shí)期的前一時(shí)期)的電平為低電平ddsj=0;/清零低電平計(jì)數(shù)(ddjs低電計(jì)數(shù))else/如果之前也是低電平ddsj+;/低電平時(shí)間+1- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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