1 引言:
众所周知,自从加入WTO以来,中国发生了翻天覆地的变化,随着经济的发展,汽车在世界上也日益普及,汽车带来的方便性确实给我们节省了不少时间,汽车一度在中国大地上掀起了购买狂潮,但是随着汽车的日益增多,却给我们社会也带来了不少问题。近年来人们有目共睹交通事故发生的频繁率,使人们的生命及健康收到了严重的威胁,因此,研究汽车防撞方面的问题显得格外重要。如何确定在何种范围内不会碰撞,如何知道汽车以何种速度行驶才不会超速?如何知道汽车以最佳的状态行驶?貌似简单的问题在具体实际过程中往往会忽略,人们在使用过程中也往往追求速度与舒服,此课题的学习会让我们了解汽车防撞的原理,从而更好的应用与实际生活当中。
本课题针对汽车运行的安全性,设计了由单片机作为中央控制单元的汽车报警系统,主要涉及GSM网络汽车防盗报警、汽车倒车防撞报警、酒后驾车报警和汽车超速报警等功能。该设计将单片机的实时控制及数据处理功能与传感器的A/D转换技术相结合,充分地利用了AT89C2051的内部资源,使报警系统工作于最佳状态,从而提高系统的综合反映灵敏度,使报警系统及时准确,实现汽车多种功能的报警控制,最大限度的保护消费者的利益。所设计的报警系统对出现的危急情况,能及时进行声、光、网络报警及相应的显示,提醒车主或驾驶员尽快地采取相应的措施,有效的保护自身和他人的利益和安全,尽可能地降低事故发生率。
作为大学生,我们需要明确我们研究此课题的目的与意义。我们有责任也有义务为我们社会尽自己的绵薄之力,尽管此课题还是仅停留在实际理论上,但对于我们以后的应用却意义深远。我们必须以严谨的态度对待,务实求真!
2 单片机的相关知识
2.1 单片机简介
单片机全称为单片机微型计算机(Single Chip Microsoftcomputer)。从应用领域来看,单片机主要用来控制,所以又称为微控制器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。
2.2 单片机的发展史
1 . 4位单片机 : 1975年,美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS-1000;此后,各个计算机公司竞相推出四位单片机。日本松下公司的MN1400系列,美国洛克威尔公司的PPS/1系列等。四位单片机的主要应用领域有:PC机的输入装置,电池充电器,运动器材,带液晶显示的音/视频产品控制器,一般家用电器的控制及遥控器,电子玩具,钟表,计算器,多功能电话等。
2 . 8位单片机: 1972年,美国Intel公司首先推出8位微处理器8008,并于1976年9月率先推出MCS-48系列单片机。在这以后,8位单片机纷纷面市。例如,莫斯特克和仙童公司合作生产的3870系列,摩托罗拉公司生产的6801系列等。随着集成电路工艺水平的提高,一些高性能的8位单片机相继问世。例如,1978年摩托罗拉公司的MC6801系列及齐洛格公司的Z8系列,1979年NEC公司的UPD78XX系列。这类单片机的寻址能力达64KB,片内ROM容量达4--8KB,片内除带有并行I\O口外,还有串行I\O口,甚至还有A\D转化器功能。8位单片机由于功能强,被广泛用于自动化装置、智能仪器仪表、智能接口、过程控制、通信、家用电器等各个领域。
3 . 16位单片机 :1983年以后,集成电路的集成度可达几十万只管/片,各系列16位单片机纷纷面市。这一阶段的代表产品有1983年Intel公司推出的MCS-96系列,1987年Intel推出了80C96,美国国家半导体公司推出的HPC16040,NEC公司推出的783XX系列等。16位单片机主要用于工业控制,智能仪器仪表,便携式设备等场合。
4 . 32位单片机 :20世纪80年代末推出了32位单片机,如Motorlora公司的MC683XX系列,Intel的80960系列,以及近年来流行的ARM系列单片机。32位单片机是单片机的发展趋势,随着技术的发展及开发成本和产品价格的下降。
5 . 64位单片机:近年来,64位单片机在引擎控制,智能机器人,磁盘控制,语音图像通信,算法密集的实时控制场合已有应用,如英国Inmos公司的Transputer T800是高性能的64位单片机。
2.3 单片机的特点
1 .单片机的存储器ROM和RAM时严格区分的。ROM称为程序存储器,只存放程序,固定常数,及数据表格。RAM则为数据存储器,用作工作区及存放用户数据。
2 .采用面向控制的指令系统。为满足控制需要,单片机有更强的逻辑控制能力,特别是单片机具有很强的位处理能力。
3.单片机的I/O口通常时多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限,为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾,采用了引脚功能复用的方法,引脚处于何种功能,可由指令来设置或由机器状态来区分。
图(1)AT89C51引脚图
3 AT89C2051简介
3.1 AT89C2051的引脚图及功能特性概述
AT89C2051是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。
AT89C2051是一个功能强大的单片机,但它只有20个引脚,15个双向输入/输出(I/O)端口,其中P1是一个完整的8位双向I/O口,两个外中断口,两个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口,一个模拟比较放大器。
图(2) AT8951引脚图
主要功能特性:
· 兼容MCS51指令系统 · 2k可反复擦写(>1000次)Flash ROM · 15个双向I/O口 · 6个中断源 · 两个16位可编程定时/计数器 · 2.7-6.V的宽工作电压范围 · 时钟频率0-24MHz · 128x8bit内部RAM · 两个外部中断源 · 两个串行中断 · 可直接驱动LED · 两级加密位 · 低功耗睡眠功能 · 内置一个模拟比较放大器 · 可编程UARL通道 · 软件设置睡眠和唤醒功能
AT89C2051实物图如下:
图(3) 89C51实物图
3.2其和89C51单片机的比较如下:
AT89C51 AT89C2051 4KB可编程Flash存储器(可擦写1000次) 2KB可编程Flash存储器(可擦写1000次) 三级程序存储器保密 两级程序存储器保密 静态工作频率:0Hz-24MHz 静态工作频率:0Hz-24MHz 128字节内部RAM 128字节内部RAM 2个16位定时/计数器 2个16位定时/计数器 一个串行通讯口 一个串行通讯口 6个中断源 6个中断源 32条I/O引线 15条I/O引线 片内时种振荡器 1个片内模拟比较器 表2-1 AT89C51和AT89C2051主要性能表
3.3 如何使用和检测89C2051单片机:
检测AT89C2051可用指针式万用表电阻检测管脚(10)(接红表笔)和其他各脚之间的电阻值。
图(4)89C51检测电路图
下面给出的是用MF47万用表Rx1k档时测出的数据:
红表笔接(10)脚,黑表笔接其余各脚的电阻值:(1)一30OkΩ、(2)一2OkΩ、(3)一2OkΩ、(5)一1OOkΩ、(6)一30OkΩ、(7)一2OkΩ、(8)一2OkΩ、(9)一2OkΩ、(10)一2OkΩ、(11)一2OkΩ、(12)一40kΩ、(13)一40kΩ、(14)-2OkΩ、(15)一16OkΩ、(16)一16OkΩ、(17)一2OkΩ、(18)一2OkΩ、(19)一2OkΩ、(20)一4OkΩ。
本次课题设计介绍了AT89C2051单片机的性能及特点,及以其为核心低成本、高精度、微型化、数字显示的汽车防撞报警器。
该防撞报警器利用超声波及集成霍尔元件实现对汽车的测距和测速,利用单片机的实时控制和数据处
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