基于单片机的多功能汽车防盗系统-本科毕业设计论文

基于单片机的多功能汽车防盗系统-本科毕业设计论文内容摘要：

P 1 .5 / M O S I6P 1 .6 / M I S O7P 1 .7 / S C K8R E S T9P 3 .0 / R X D10P 3 .1 / T X D11P 3 .2 / IN T 012P 3 .3 / IN T 113P 3 .4 / T 014P 3 .5 / T 115P 3 .6 / W R16P 3 .7 / R D17X T A L 218X T A L 119GND20A T 8 9 S 5 1 图 21 引脚图 1 电源和晶振： Vcc—— 运行和 程序校验时加 +5V。 Vss—— 接地。 XTAL1—— 输入到振荡器的反相放大器。 XTAL2—— 反相放大器的输出，输入到内部时钟发生器。 当用外部振荡器时， XTAL2 不用， XTAL1 接收振荡器信号。 xx 工业大学 xx 学院本科毕业设计论文 12 2 控制线，共 4根。 （ 1）输入： RST—— 复位输入信号，高电平有效。 在振荡器工作时，在 RST 上作用两个机器周期以上的高电平，将器件复位。 EA/Vpp—— 片外程序存储器访问允许信号，低电平有效。 在编程时，其上施加21V 的编程电压。 （ 2）输入，输出： ALE/PROG—— 地址锁存允许信号，输出。 用做片外 存储器访问时，低字节地址锁存。 ALE 以 1/6 的振荡频率稳定速率输出，可用做对外输出的时钟或用于定时。 在 EPROM 编程期间，作输入。 输入编程脉冲。 ALE可以驱动 8个 LSTTL 负载。 （ 3）输出： PSEN—— 片外程序存储器选通信号，低电平有效。 在从片外程序存储器取指期间，在每个机器周期中，当 PSEN 有效时，程序存储器的内容被送上 P0 口（数据总线）。 PSEN 可以驱动 8个 LSTTL 负载。 3 I/O 口： 4 个口， 32 根 单片机 51系列共有四个 8位双向并行 I/O通道口，分别是 P0、 P P P3，各具有特殊的电 路结构，每位均有自己的锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。 这种结构，在数据输出时可锁存，即输出新的数据之前，通道口上原数据一直保持不变，但对输入信息是不锁存的，因此从外部输入的信息必须保持到取数指令执行完为止。 在这四个 8位双向并行 I/O通道口中，我们应该选择哪一个通道口作为输入信号和输出信号的端口呢。 下面我们先来了解一下四个通道口的结构。 （ 1） P0口介绍 P0口在访问外部存储器时， P0口既是一个真正的双向数据总线口，又是从分时输出 8位地址口。 它包括一个输出锁存器，两个三态缓冲器，一个输出驱动电路和一个输出控 制电路 (2） P1口 介绍 P1口是专门为用户使用的 I/O 口，是准双向口， P1 口为 8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口。 在编程校验期间，用做输入低位字节地址。 P1口可以驱动 4 个 LSTTL 负载。 xx 工业大学 xx 学院本科毕业设计论文 13 (3） P2口介绍 P2口也是双向口。 它是供系统扩展时输出高 8位地址。 如果没有系统扩展时，也可以作为用户的 I/O口使用。 P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高 8位输出口 AB8AB15， P0口由 ALE选通作为地址总线的低 8位输出口 AB0AB7。 外部的程序存储器由 PSEN信 号选通，数据存储器则由 WR和 RD读写信号选通，因为216=64k，所以 89S51最大可外接 64kB的程序存储器和数据存储器 (4） P3口介绍 P3口 是个双功能口，第一功能作通用 I/O口，第二功能是作变异功能用， 为适应引脚的第二功能的需要，增加了第二功能控制逻辑，在真正的应用电路中，第二功能显得更为重要。 由于第二功能信号有输入输出两种情况，我们分别加以说明。 P3 口的输入输出及 P3 口锁存器、中断、定时 /计数器、串行口和特殊功能寄存器有关， P3口的第一功能和 P1 口一样可作为输入输出端口，同样具有字节操作和位操作两种方式，在位操作模式 下，每一位均可定义为输入或输出 端口引脚 功能特征 串行输入口（ RXD） 串行输出口 (TXD) 外中断 0(INT0) 外中断 1(INT1) 定时 /计数器 0的外部输入口 (T0) 定时 /计数器 1的外部输入口 (T1) 外部数据存储器写选通 (WR) 外部数据存储器读选通 (RD) 表 22 P3口的 第二功能 89S51 单片机的中断系统 本次毕业设计的汽车多功能报警器是利用外部中断触发单片机中断处理程序，以 实现防盗报警的功能。 所以，以下内容是对 89S51 单片机的中断系统的介绍。 1 中断：程序执行过程中，允许外部或内部事件通过硬件打断程序的执行，使其xx 工业大学 xx 学院本科毕业设计论文 14 转向为处理内部事件的中断服务程序中去；完成中断服务的程序后， CPU继续原来被打断的程序，这样的过程称为中断过程。 2 中断源：能产生中断的外部和内部事件。 89S51 有 5个中断源： (1) INT0：外部中断 0 请求，低电平有效。 通过 引脚输入。 (2) INT1：外部中断 1 请求，低电平有效。 通过 引脚输入。 (3) T0：定时器 /计数器 0溢出中断请求。 (4) TI：定时器 /计数器 1溢出中断请求。 (5) TXD/RXD：串行口中断请求。 当串行口完成一帧数据的发送或接收时，便请求中断。 每一个中断源都对应一个中断请求标志位，它们设置在特殊功能寄存器TCON 和 SCON 中。 当这些中断源请求中断时，相应的标志分别有 TCON 和 SCON 中的相应位来锁存。 3 89S51 中断系统有以下 4 个特殊功能寄存器： （ 1） 定时器控制寄存器 TCON（用 6 位）； （ 2）串行口控制寄存器 SCON（用 2 位）； （ 3）中断允许寄存器 IE； （ 4）中断优先级寄存器 IP。 其中， TCON 和 SCON 只有一部分用于中断控制。 通过对以上各特殊功能寄存器的各位进行置位或复位等操作，可实现各种中断控制功能。 4中断的响应过程及中断矢量地址 中断处理过程可分为 3 个阶段：中断响应、中断处理和中断返回。 89C51 的CPU 在每个机器周期的 S5P2 期间顺序采样每个中断源， CPU 在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志。 如查询到某个中断标志为 1，则将在接下来的机器周期 S1 期间按优先级进行中断处理。 中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入 PC， 以便进入相应的中断服务程序。 表 2 既是各个中断源对应的中断矢量地址。 由于 89S51 系列单片机的两个相邻的中断源中断服务程序入口地址相距只xx 工业大学 xx 学院本科毕业设计论文 15 有八个单元，一般的中断服务程序是容纳不下的，通常是在相应的中断服务程序入口地址中放一条常跳转指令 LJMP，这样就可以转到 64KB 任何可用区域了。 表 23 中断源及其对应的矢量地址 中断服务程序从矢量地址开始执行，一直到返回指令 RETI 为止。 RETI 指令的操作一方面告诉中断系统该中断服务程序已执行完毕，另一方面把原来压入堆栈保护断点地址从栈顶弹出，装入程序寄存器 PC，使程序返回到被中断的程序断点处继续执行。 5 在编写中断服务程序时应注意： （ 1）在中断矢量地址单元处存放一条无条件转移指令（如 LJMP H），使中断程序可灵活的安排在 64KB 程序存储器的任何空间。 （ 2）在中断服务程序中，用户应注意用软件保护现场，以免中断返回后丢失原寄存器、累加器中的信息。 （ 3）若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，则可先用软件关闭 CPU中断或禁止某中断源中断，在中断返回前在开放中断。 定时器 /计数器 定时器 /计数器是单片机中重要部件，其工作方式灵活、编程简单。 89C51单片机片内有两个 16位定时器 /计数器，即定时器 0（ T0）定时器 1（ T1）。 它们都有定时和事件记数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合。 两个 16 位定时器实际上都是 16 位加 1 计数器。 其中， T0 由两个 8 位特殊功能寄存器 TH0 和 TL0 构成； T1 由 TH1 和 TL1 构成。 每个定时器都可由软件设置为定时工作方式或计数工作方式及其他灵活多样的可控功能方式。 这些功能都中断源 中断矢量地址 外部中断 0（ 0INT ） 0003H 定时器 /计数器 0（ T0） 000BH 外部中断 1（ 1INT ） 0013H 定时器 /计数器 1（ T1） 001BH 串行口中断（ RI、 TI） 0023H xx 工业大学 xx 学院本科毕业设计论文 16 由特殊功能寄存器 TMOD 和 TCON 所控制。 设置为定时工作方式时，定时器计数 89S51 片内振荡器输出的经 12 分频后的脉冲，即每个机器周期使定时器（ T0 或 T1）的数值加 1 直至计满溢出。 当 89S51采用 12MHZ 晶振时，一个机器周期为 1us，计数频率为 1MHZ。 设置为计数工作方式时，通过引脚 T0（ ）和 T1（ ）对外部脉 冲信号计数。 当输入脉冲信号产生由 1至 0的下降沿时，定时器的值加 1。 在每个机器周期的 S5P2 期间采样 T0 和 T1 引脚的输入电平，若前一个机器周期采样值为1，下一个机器周期采样值为 0，则计数器加 1。 此后的机器周期 S3P1 期间，新的数值装入计数器。 所以，检测一个 1至 0的跳变需要两个机器周期，故最高计数频率为振荡频率底 1/24。 不管是定时还是计数工作方式，定时器 T0 或 T1 在对内部时钟或对外部事件计数时，不占用 CPU 时间，除非定时器 /计数器溢出，才可能中断 CPU 的当前操作。 由此可见，定时器是单片机中效率高而且工作灵活 的部件。 89S51 单片机的外围电路的设计 89S51单片机内含有一个高增益的反相放大器，通过 XTAL XTAL2 外接作为反馈元件的晶体后，构成自激振荡器，所以 89S51单片机正常工作时需要外接晶振和微调电容。 本设计的复位电路采用 最简单的上电复 位电路，上电复位电路的工作原理为：上电瞬间， RC电路充电， RST引脚端出现正脉冲，只要 RST端保持10MS以上高电平，就能使单片机有效地复位。 本系统还采用硬件看门狗电路，以解决因程序跑飞而使系统不能正常工作的问题，提高系统的可靠性。 为此，使用MAX813L来设计单片机监控电路，以保证系统可靠运行。 MAX813L芯片及其工作原理： 加电、掉电以及供电电压下降情况下的复位输出，复位脉冲宽度典型值为200 ms；独立的看门狗输出，如果看门狗输入在 1． 6 s 内未被触发，其输出将变为高电平； V 门限值检测器，用于电源故障报警、电池低电压检测或＋ 5 V以外的电源；门限电压为 ；低电平有效的手动复位输入。 xx 工业大学 xx 学院本科毕业设计论文 17 (1)手动复位输入端（ ） 当该端输入低电平保持 140 ms 以上，MAX813L 就输出复位信号 .该输入端的最小输入脉宽要求可以有效地消除开关的抖动。 (2)工作电源端（ VCC）：接 +5V 电源。 (3)电源接地端（ GND）：接 0 V参考电平。 (4)电源故障输入端（ PFI） 当该端输入电压低于 1． 25 V 时， 5 号引脚输出端的信号由高电平变为低电平。 (5)电源故障输出端（ ) 电源正常时，保持高电平，电源电压变低或掉电时，输出由高电平变为低电平。 (6)看门狗信号输入端（ WDI） 程序正常运行时，必须在小于 1． 6 s 的时间间隔内向该输入端发送一个脉冲信号，以清除芯片内部的看门 狗定时器。 若超过 1． 6 s 该输入端收不到脉冲信号，则内部定时器溢出， 8 号引脚由高电平变为低电平。 (7)复位信号输出端（ RST） 上电时，自动产生 200 ms 的复位脉冲；手动复位端输入低电平时，该端也产生复位信号输出。 (8)看门狗信号输出端（ ） 正常工作时输出保持高电平，看门狗输出时，该端输出信号由高电平变为低电平。 3．基本工作原理 工业环境中的干扰大多是以窄脉冲的形式出现，而最终造成微机系统故障的多数现象为 “ 死机 ”。 究其原因是 CPU 在执行某条指令时，受干扰的冲击，使它的操作码或地址码发生改变，致使 该。