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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(xiàn)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(hù)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(huà)，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(xiàn)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(xiàn)遙控，無(wú)線(xiàn)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(lèi)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(xiàn)發(fā)射接收模塊1對(duì)，漆包線(xiàn)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。 5．1 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 Y A B C N 震動(dòng)感應(yīng)器是否接通 蜂鳴器響6秒 Y N 5．2．1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(huà)，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(hù)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。 5．2．2 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1 6. 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=P1^1; //遙控接收器口 sbit fmk=P2^4; //蜂鳴器 sbit jdq=P0^0; //繼電器 sbit zsd=P3^1; //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=P3^4; //接收口 即看加速度感應(yīng)器是否接通。 接通時(shí)為0 void 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 xh[3]; //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(mǎn)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100us TMOD|=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time1 { sm(); //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0 { js=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67692 if(twm) //如果前面一段低電平不是同位碼，則執(zhí)行如下 { xh[i]=xh[i]>>1; //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((1

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