電動(dòng)車用新型防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)

朱貴憲

（安陽(yáng)工學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院，河南 安陽(yáng) 455000）

電動(dòng)車作為人們的日常交通工具之一，讓普通百姓的出行方便快捷，綠色環(huán)保，深受人們的歡迎，但電動(dòng)車購(gòu)買成本相對(duì)較高，在治安不好的地區(qū)，很容易被盜，一旦丟失會(huì)給大家造成一筆不小的財(cái)產(chǎn)損失，大部分人都希望給新購(gòu)買的電動(dòng)車安裝一個(gè)防盜報(bào)警器，以防自己購(gòu)買的電動(dòng)車被盜，但傳統(tǒng)電動(dòng)車防盜報(bào)警器大部分采用水銀開關(guān)作為關(guān)鍵部件，輕輕一動(dòng)便響個(gè)不停，存在噪音擾民現(xiàn)象，而且十有八九都是誤報(bào)，防盜效果不是很好，因此迫切需要開發(fā)新型的電動(dòng)車防盜器，以起到更好的防盜作用。

1.新型防盜報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)

如圖1 所示，新型防盜報(bào)警器以單片機(jī)STC89C52為控制核心，由電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)［1］。由PNP 三極管、蜂鳴器、細(xì)銅絲和電阻器構(gòu)成報(bào)警電路。

圖1 單片機(jī)控制的防盜報(bào)警器硬件電路

（1）單片機(jī)選型

新型防盜報(bào)警器選用宏晶科技公司生產(chǎn)的STC89C52 單片機(jī)作為控制核心，并由其構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，STC89C52是具有MCS-51 內(nèi)核、片內(nèi)帶有8 KB 的Flash ROM 和512 B 的RAM 的單片機(jī)，共有4 個(gè)8 位的并行I /O 口( P0，P1，P2，P3) ，1個(gè)全雙工的串行接口，STC89C52 的中斷系統(tǒng)有6 個(gè)中斷源，包括2個(gè)外部中斷，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷和一個(gè)串行口中斷［2］，集成看門狗定時(shí)器和MAX810 復(fù)位電路，工作頻率范圍0～40 MHz，工作電壓范圍3．3～5．5 V。

（2）單片機(jī)最小系統(tǒng)

電源電路： 將單片機(jī)第40引腳（即Vcc 引腳）接+ 5 V電源，第20 引腳（即Vss引腳）接地，若單片機(jī)使用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，需將第31引腳（即EA引腳）接到+ 5 V電源上，這樣CPU就可以從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器讀取指令了。

①時(shí)鐘電路

將單片機(jī)的第19腳（XTAL1）和單片機(jī)的第18腳（XTAL2）分別接晶體振蕩器（12 MHz）的兩個(gè)引腳，然后再通過(guò)兩個(gè)30 pF的瓷片電容接地，構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘電路［3］，時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，保證單片機(jī)內(nèi)部各部分有序工作。

②復(fù)位電路

單片機(jī)的第9 腳為復(fù)位信號(hào)引腳（即R ESET 引腳），單片機(jī)上電后，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期寬度以上的高電平，就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位，可在+ 5 V電源與RESET之間接一個(gè)10 μF的電解電容，RESET再經(jīng)過(guò)一個(gè)10 kΩ的下拉電阻接地（電源負(fù)極），即可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)上電復(fù)位［4］。此外，還設(shè)置了手動(dòng)復(fù)位，首先經(jīng)過(guò)上電復(fù)位，單片機(jī)正常工作，當(dāng)按下復(fù)位按鍵S1時(shí)，RESET引腳通過(guò)1 kΩ電阻與+ 5 V電源相連，變?yōu)楦唠娖皆斐蓡纹瑱C(jī)復(fù)位，同時(shí)10 μF的電解電容通過(guò)1 kΩ電阻放電；當(dāng)按鍵S1松開時(shí)，+ 5 V電源對(duì)10 μF電解電容充電，充電電流加在10 kΩ 電阻上，RESET依然為高電平，仍然是復(fù)位狀態(tài)，充電完成后，電解電容相當(dāng)于開路，RESET為低電平，單片機(jī)才可以恢復(fù)正常工作。

（3）單片機(jī)報(bào)警電路

系統(tǒng)正常工作時(shí)，聲音信號(hào)由P2．4口輸出，通過(guò)1 kΩ限流電阻與PNP三極管（S8550）的基極相接。經(jīng)該三極管放大后，聲音信號(hào)由三極管的集電極輸出，再經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器（起到報(bào)警音量調(diào)節(jié)的作用）由細(xì)銅絲短路接地。由于蜂鳴器（8 Ω，0．5 W）與細(xì)銅絲之間是并聯(lián)關(guān)系，所以蜂鳴器保持靜默狀態(tài)，當(dāng)與蜂鳴器并聯(lián)的細(xì)銅絲（警戒線）被小偷剪斷或者被外力扯斷時(shí)，對(duì)蜂鳴器構(gòu)成短路的條件消失，蜂鳴器可正常發(fā)聲，于是蜂鳴器會(huì)發(fā)出持續(xù)不斷的報(bào)警聲，直到關(guān)閉報(bào)警器的電源為止。

2.新型防盜報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)程序由主函數(shù)、發(fā)聲函數(shù)和延時(shí)函數(shù)組成，首先由主函數(shù)main（）調(diào)用發(fā)聲子函數(shù)，發(fā)出響亮的報(bào)警聲音，在執(zhí)行發(fā)聲子函數(shù)時(shí)，又調(diào)用了延時(shí)函數(shù)。

系統(tǒng)主程序流程圖如圖2 所示，在程序開始運(yùn)行后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，當(dāng)布防按鍵S2 按下后，P0．4口= 0，“while”循環(huán)開始運(yùn)行，調(diào)用發(fā)聲子函數(shù)開始工作。若按鍵S2 未被按下，則P0．4口= 1，報(bào)警器禁止啟動(dòng)［5］。報(bào)警電路啟動(dòng)后，并不能立即發(fā)出報(bào)警聲，結(jié)合硬件電路圖1可以知道，由于警戒線（細(xì)銅絲）和蜂鳴器是并聯(lián)關(guān)系，聲音信號(hào)被直接短路到地，所以不會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，只有細(xì)銅絲被小偷剪斷或者被小偷扯斷時(shí)，報(bào)警器才能發(fā)出報(bào)警聲。

圖2 防盜報(bào)警器主程序流程

3.結(jié)論

該新型防盜報(bào)警器以STC89C52單片機(jī)為控制核心，以細(xì)銅絲作為警戒線，克服了水銀開關(guān)報(bào)警器存在的缺點(diǎn)，較好地解決了水銀開關(guān)報(bào)警器的誤報(bào)警問(wèn)題，進(jìn)一步提高了防盜報(bào)警器工作的可靠性。經(jīng)測(cè)試，該新型報(bào)警器工作穩(wěn)定可靠，構(gòu)思新穎，成本低廉，安裝方便，使用簡(jiǎn)單。若對(duì)其稍加改造，還可以解決手機(jī)、錢包等小件貴重物品的防盜問(wèn)題。

［1］毛曉波．單片機(jī)原理及接口技術(shù)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015．

［2］萬(wàn)隆，巴奉麗．單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)［M］．2 版．北京： 清華大學(xué)出版社，2014．

［3］張毅剛，王少軍，付寧．單片機(jī)原理及接口技術(shù)［M］．北京： 人民郵電出版社，2015．

［4］王浩全．單片機(jī)原理與應(yīng)用［M］．北京： 人民郵電出版社，2016．

［5］陳中，朱代忠．基于STC89C52 單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M］．北京： 清華大學(xué)出版社，2015．