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1、单片机控制车库防盗门系统毕业设计目 录 摘 要IABSTRACTII目 录绪 论11 车库防盗门单片机控制系统总体方案设计31.1 毕业设计任务书31.2 系统设计原则31.3 研究的主要内容及拟解决的问题41.4 系统总体设计方案41.5 统的总体结构和框架图41.6 系统设计原理52. 车库防盗门硬件系统设计62.1. 主控芯片功能介绍62.1.1. AT89C51芯片62.1.2. 无线遥控芯片PT2262、PT227292.2. 分模块详述系统各部分的实现方法122.2.1. 晶振电路设计122.2.2. 电源电路设计122.2.3. 报警电路设计142.2.4. 复位电路设计152.
2、2.5. 键盘电路设计152.2.6. 防盗电路设计172.2.7. 无线遥控电路设计192.3.8 三相异步电动机212.3.9 继电器242.2系统设计原理图263. 系统软件流程图273.1 软件结构及流程27结 论29致 谢31参看文献30附录一 系统设计原理图31绪论近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展，人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强，造成偷窃现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民对家庭财产安全问题是否担忧。防盗报警系统时在探测到防范现场有能及时发出报警信号的入侵者
3、是专用电子系统，一般由探测器（报警器）、传输系统和报警控制器组成。探测器检测到意外情况就产生报警信号，通过传输系统送入报警控制器发生声、光或者其它报警信号。探测器（报警器）的种类很多，按所探测的物理量不同，可分为微波、红外、激光、超声波和振动等方式；按电信号传输方式不同，可分为无线传输和有线传输两种方式。由于红外线是不可见光，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，这时红外线报警器的简易、灵敏度为人们所解决了不少问题。但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构，价格高昂，一般人们都难以接受，如果在设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必须为大多数需
4、求者所利用，在人们的防盗和保证财产安全方面更加有效的作用。无线遥控，即是在控制端把控制指令以某种编码方式形成易于传输的信号，通过无线传输，在受控 解碼等处理形成相应的控制操作。无线控制方式多种多样，可以根据不同的应用需要采用适宜的方式。各种遥控方式的不同，主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。所传信息的形式以及信息量的大小决定采用何种信息编码和处理方式，而信息传送的距离决定采用何种传输方式。对于无线遥控技术，当前基本上通过以下几种方式实现：红外线遥控方式、无线电遥控方式、超声波遥控方式和声音遥控方式。红外技术出现比较早，成本低，价格也具有优势。红外遥控具有以下优点：控制内容多，抗干扰能力
5、比较强，不会发生任何误动作；响应速度快，不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用；体积小，成本低，功耗小，与其它方式比可以降低功耗90%。但是他的缺点也很明显，在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收器接收设备与一定的角度范围，中间不能有任何物品，否则就回阻挡红外线的传输，因为红外线不能穿透砖瓦水泥砌筑的墙体，这是日常使用中经常会造成不便，毕竟用户不希望在一定的角度范围内才能对对象进行操作，之外红外线方式也容易受到外界干扰。超声波遥控方式中的超声传感器频带窄，能携带的信息少，易于受干扰而引起误动作，同时该种房子作用距离短，通用性强可以互换因而不适应在灯具遥控中应用。声音遥控方式通用性强，作用距离短，
6、能携带的信息少，易于受干扰而引起误动作，适应于通声控电灯开关的场合。无线电作为新一代的信息传送方式，具有扰射和穿透特性，只要在有效工作范围之内，无线设备就可以不受角度、方向和障碍物的限制而自由使用。并且采用特定的编码技术可以防止无线电波的相互干扰，抗干扰能力强。在本系统中通过一个对射式的红外线防盗和震动防盗来实现，主动式红外报警器是报警器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就反弹回来，被报警器的探头接收。如果探头监测到，红外线静止不动的，也就是红外线又被不断反弹的，那么报警器就不会报警。当有动的物体触犯了这根看不见的红外线的时候，探头就会监测到有异常，就会报警。震动防盗是一个水银开关来控制，只要
7、有人撬动卷帘门，卷帘门就震动，震动就使水银开关接通，同时电路就接通，从而报警。它的任务是：用户先给密码锁设定一个密码，在外面的人要进门时，可以坐在键盘上直接输入密码或者就在红外遥控器键入代码，该密码与用户设定的密码比较，如果密码正确，则驱动电机执行开锁，人可以进门；如果密码不正确，则允许操作人员重新输入密码，则单片机通过报警电路给予报警。因此我们尝试用价格低廉、普遍的AT89S51单片机控制的电路来设计主动式对射式的红外线防盗报警器和震动防盗报警，期望达到方便、实用的效果。1 车库防盗门单片机控制系统总体方案设计1.1 毕业设计任务书(1) 开/关门逻辑控制主控制系统，无线接收便携式遥控密码发
8、送器，有线密码控制器，有线控制的红外异物感应器；(2) 有线密码控制器或便携式遥控器发送密码给主板控制器；(3) 主板控制器来实现开/关门、修改密码、锁定开门器等功能；(4) 主线路板、便携式遥控器及壁挂式有线密码控制器的控制程序加密。1.2 系统设计原则防盗门作为一项先进的高科技防范手段，在早期，一些经济发达的国家就已经应用于科研、工业、博物馆、酒店、商场、医疗监护、银行、监狱等，特别是由于系统本身具有隐蔽性，及时性等特点，在许多领域的应用越来越广泛，防盗系统即要处于技术的尖端，具有智慧性，高可靠性，实时性，又要能符合实际需要。本毕业设计课题是车库防盗门系统，因此，结合实际应用情况，本系统的
9、设计应遵循以下原则：(1) 系统的实用性防盗系统的内容应符合实际汽车的需要，不能华而不实，如果片面追求系统的超前性，势必造成投资过大，离实际需要偏离太远，因此系统的实用性是首先应遵循的第一原则。(2) 系统的实时性如果车库门禁系统中任何一个关键部位出现差错或停机将直接影响到整个单元用户的正常生活及安全，因此，车库防盗门各子系统应尽可能属于Non-stop(不停机）系统，以保证工作正常运行。(3) 系统的完整性一个完成的车库防盗门系统是车库智能化形象的重要标志。功能完善，设备齐全，管理方便时设计应考虑的一个因素。(4) 系统的安全性车库防盗门系统中的所有设备及配件在性能安全可靠运转的同时，还应符
10、合中国或国际有关的安全标准，并可在非理想环境下有效工作。(5) 系统的可扩展性防盗系统的技术不断向前发展，用户需求也在发生变化，因此防盗系统的设计与实施应考虑到将来可扩展的实际需要，亦即：可灵活增减或更新各个子系统满足不同时间的需要，保持长时间领先地位。(6) 系统的易维护性防盗系统在运行过程中的维护应尽量做到简单易行。系统的运转真正做到开电即可工作，插上就能运行的程度，而且维护过程中无需使用过多的专用的维护工具。防盗系统在设计时结合目前国内的实际应用水平，使系统建成后能立即得到充分的利用。采用合理的投资而得到最佳的效果适应未来发展的需要，满足现代都市人们生活的需要，做到经济实惠，安全可靠。1
11、.3 研究的主要内容及拟解决的问题(1)主要内容就是如何通过单片机等自动控制领域的知识应用，实现车库防盗系统的管理与运行。通过硬件及软件技术，解决设计要求的各种功能，比如手动控制、遥控控制开门、关门的设计，红外报警，密码识别等技术部分。(2)硬件设计部分拟解决的主要的问题包括：如何设置密码识别功能，如何解决遥控密码锁功能，密码输入，红外线防盗报警，震动防盗报警，以及硬件原理图的设计。(3)软件设计部分就是要设计出满足上述要求的程序以供系统调用，拟解决的问题主要有红外线防盗报警，震动防盗报警，矩阵键盘扫描程序，电机驱动程序，遥控密码锁等等，以及程序流程图的设计。1.4 系统总体设计方案当汽车用户
12、要打开车库时，来到卷帘门口，可以用遥控上的按键开启卷帘门，在同时系统关闭红外线报警和震动防盗报警，或者在主板上按要求输入预先设置好的密码输入密码，也可以开启卷帘门，如果在没有关闭红外线就靠近卷帘门或者撬卷帘门，系统都会发出报警信号。1.5 系统的总体结构和框架图无线发射与接收、电机驱动、红外线防盗、震动防盗构成本课题设计的基本车库防盗门系统控制单元设备。它由主控芯片AT89C51、 PT2262、PT2272与相应的外围电路组成，因而，车库防盗门系统的功能实现也就主要取决于这部分的设计。报警电源电机单片机键盘接收电路驱动电路红外防盗无线遥控震动防盗复位图1-1 系统结构框图1.6 系统设计原理
13、本系统共有两部分构成，即硬件部分与软件部分。软件部分对应的由主程序、开机初始化程序、键盘扫描程序、无线发射与接收程序等组成。硬件主要由单片机、矩阵键盘、红外线防盗报警、震动防盗报警、无线遥控发射、无线遥控接收、电机驱动等部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现或者通过无线遥控密码来实现功能。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行比对，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到控制电机的电路控制开锁，实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可，当然也可以用继电器的常开触点去控制电磁铁吸合线圈。2
14、. 车库防盗门硬件系统设计在本章中分模块说原理图的设计原则、主控芯片的介绍，以及实现车库防盗门硬件系统的原理图，并做了分模块仔细介绍。2.1. 主控芯片功能介绍在下面分别介绍电路原理图中的主控芯片，AT89C51芯片、PT2262芯片、PT2272芯片等。2.1.1. AT89C51芯片根据本设计的要求，以及系统的设计原则，本系统采用AT89C51单片机为本系统的主控芯片，结合外围电路，实现系统设计要达到的各种功能要求。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压
15、，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失内存制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁内存组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 AT89C51 方框图：如图2-1图2-1 AT89C51芯片方框图主要特性：与MCS-51 相容；4K字节可编程闪烁内存；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0Hz-24Hz；三级程序内存锁定；128*8位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；6个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式。AT89C51提供以下标准功能：4K字节可编程闪烁内存，32可编程I/O线，两个16位定时
