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摘要： 在本篇文章当中，主要就基于单片机的汽车防盗系统设计进行简要的分析，将该系统放置在汽车的驾驶室内，一旦有人非法进入到了汽车当中，报警系统会立刻进行报警，并且能够切断汽车的点火电路，且可以拨打出预先存储的电话号码，或者是在未解除防盗功能的时候，车辆被拖行或者是离地的，振动传感系统都会获得信号并且送至单片机处理，如果达到了报警限度的话，就会出现蜂鸣报警，切断汽车点火电路以及拨打报警电话等一系列行为，经研究发现，该系统在使用的过程当中，相较于以往的防盗系统出现的误报情况会大大的减少。
Abstract： In this article， the main automobile anti-theft system based on single chip design brief analysis， place the system in the car driving indoor， if someone illegally enters into the car， the alarm system alarm immediately， and the ability to cut off the car ignition circuit， and can call out the pre-stored telephone number， or at the time of unwinding anti-theft function， vehicle towed line or from the ground， the vibration sensor system will receive the signal and sent to the microcomputer processing， if reached the alarm limit， can appear the buzzer alarm， cut off the ignition circuit and give a warning ring and a series of behavior， the study found that in the process of using this system， compared with the previous the misstatement cases of guard against theft system could be greatly reduced.
關键词： 超声波;震动传感器;多普勒效应
Key words： ultrasonic;vibration sensor;doppler effect
中图分类号：U472.43 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）20-0211-02
0 引言
相较于专用处理器来说，单片机更加适合使用在嵌入式系统当中，所以单片机应用的非常的广泛，事实上单片机现在已经成为了世界上数量最为多的一种计算机，现代人的社会几乎每一个电子产品都有单片机，例如手机，电话和计算器，包括一些家用电器等等，而个人电脑当中可能会有为数不少的单片机在工作，汽车上一般来说会配置四十多部单片机，那些更加复杂的系统甚至可能会有数百台单片机，由此便可看出，单片机的数量已经远超其他pc机的综合。
1 单片机汽车防盗系统的方案设计
90年代后，伴随着电子产品不断的发展，单片机技术也得到了相应的提升，随着inteli960系列，尤其是后期的arm系列的不断的应用，32位的单片机迅速取代了过去的16位单片机，并且直接进入了主流市场当中，而传统的八位单片机的性能也得到了一定的提升，处理能力要比过去提升了数百倍，就目前来看高端的三十二位单片机他的主频率已经超过了300MHz，其性能甚至直追九十年代中期的专用处理器，普通型号的出厂已经低至一美元，最高端型号也就只有十美元。现如今，单片机系统已经不止能够在裸机情况下使用了，大量的嵌入式系统使单片机能够应用在全系列上，能够进行核心处理的高端单片机甚至可以使用在windows系统当中。
1.1 系统总体设计方案
在该系统的硬件设计过程当中，主要以at89c2051作为研究的核心，由555定时器共同构成了超声波发射电路，以lm567构成了超声波接收电路，Cla-3振动传感器构成振动检测电路，蜂鸣报警器以及智能芯片构成了自动拨号电路，切断电路是由继电器构成的。在该系统当中，主要利用超声波发射器发射出超声波信号，该信号为40kHz，利用单片机来进行接收，如果收到的超声波信号也是40kHz的话，那么接收器不会出现任何报警信号，但是一旦有人试图破坏车窗或者是非法进入到车内当中，由于多普勒效应，移动物体所反射出来的超声波就会出现偏移，那么接收回来的超声波的频率将不再是40kHz，一旦检测器检测到，出现了频差，就会通过单片机发射出报警信号系统，就会出现蜂鸣以及完成自动拨号报警，同时本系统还可以通过振动传感器将信号输入到单片机当中，一旦达到了报警限度的话，单片机也会自动切断点火电路。
1.2 控制模块的设计
该系统主要利用单片机对于各个模块进行系统控制，利用振动传感器采集信号，并且通过单片机控制报警电路以及自动拨号报警，可以使用单片机发射信号或者是接收信号，这样来确定是否要切断点火电路。 2 系统硬件设计
2.1 主控芯片简介
主控芯片at89c2051属于一种低电压但是高性能的八位单片机，在该芯片当中，主要包含可反复擦写的只读flash程序存储器以及随时存储数据的存储器，器件使用的是ATMEL公司产的高密度器件，兼容MCS-51指令系统，在该芯片当中内置了八位中央处理器以及flash存储单元，功能非常强大，能够提供更多高性价比的应用。
AT89c2051属于一个功能性非常强大的单片机，但是他只有20个引脚以及15个双向输入输出，其中p1属于一个非常完整的八位双向口，两个外中断口，两个16位编程计数器，两个双向串行通信口，一个模拟比较放大器。
At89c2051的时钟频率可以是零，也就是说具备软件的睡眠功能，系统的唤醒方式主要包括串行口以及外中断口和ram等等，在进行唤醒之后，系统就进入了工作状态。省电模式当中，ram将会被冻结，停止时钟，所有功能都会停止，一直到系统被唤醒之后方可继续工作。
2.2 超声波发射与接受电路设计
超声波属于人耳无法听见的一种声波，它的频率在20kHz及以上，能够很好的使用到报警系统当中，一般来说，超声波发生器可以分成两个部分，一部分是电力方式产生，另外一部分就是使用机械方式来产生，在本次研究的报警系统当中，主要使用的是电气方式的超声波发生器，他的工作电压是40kHz脉冲信号，该超声波在运行的过程当中，实际上利用的是压电晶体的谐振来进行工作的。在本系统当中，超声波发生器主要包括两个压电晶片和一个共振板，一旦频率等于压电晶片的固有脉冲信号加在两极时，压电晶片就会出现共振的情况，并且带动共振板来振动，直接产生了超声波，如果两电极之间没有外加电压的话，共振板所接收到的超声波就是压迫晶片的振动，把机械能转换成电能，出现电信号，这个时候他就成为了一个超声波接收器。
①发射电路。
超声波的工作电压脉冲是由555集成器构成的脉冲电路，555定时器的一个最大的优点就在于他的整个电路都非常的简单，而且调整起来非常的方便，频率也比较稳定，当频率为40kHz的超声波发送脉冲信号，直接驱动超声波能器的时候，由该换能器的逆压电效应形成超声波，AT89c2051的p1.3管脚和555定时器的复位四脚是相连的，这个时候他们二者就能够有效地控制整个脉冲的发射和停止。
②接收电路。
当超声波换能器MA40EIR接收器和中心频率超声波信号相等的时候，由换能器会形成同频电脉冲信号，但是这个时候的信号非常的弱，所以说接收换能器的输出的信号只是有几毫伏而已，因此所接收到的信号必须要经过放大调整才可以。
Cmos的总增益能够达到60db以上，由于cmos电路的阻抗非常的高，所以说和超声计数器是比较匹配的，Im567属于一种锁相环电路，它的五六脚外接的电阻和电容决定了内部震荡的频率，lm567的输出端八脚能够通过非门接单片机的p3.2脚，当lm567的输入信号频率并没有落到真正的中心频率上面的时候，也就是说这个时候有人非法进入到了车内当中，他的逻辑输出端八脚就会直接发出报警信号，单片机在接收到信号之后就会进入到汽车的切断服务当中，直接控制报警电路，并且切断汽车的点火电路，让汽车不能够移动。
2.3 振动检测模块设计
车内所安装的振动传感器能够对车内出现的特殊振动进行监测，在没有解除防盗功能的时候对车辆进行拖行，或者是让车辆离开地面，振动传感器都能够检测到信号，并且将该信号传递给单片机，由单片机来控制，决定是否来报警，或者是采取一些其他的措施，振动传感器可以使用Cla-3型高灵敏位移传感器，这种传感器属于一种全方位的固态器件，可以有效的将机械振动传感进行微型化，能够把震动体炭化进行密封处理。对于振动有着非常强的灵敏度，而且针对于周边的其它信号有着很强的抗干扰能力，它的灵敏度可以有效地通过电容来对其进行调整，它的功能性能非常的可靠，输出开关信号直接和电路或者是单片机的输入电路进行连接，整体结构非常简单，输出阻抗也比较高。
2.4 报警模块设计
2.4.1 光电耦合器简介
光电耦合器的工作原理就是在光电耦合器进行工作的过程当中，它的输出端加电信号就会使其出现发光的情况，具体的发光强度取决于电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器之后就会产生光电流，受光器会把光电流从输出端引出，这样就能够有效的实现电光电的转换。
2.4.2 蜂鸣报警模块工作原理
蜂鸣报警电路主要是由555定时器以及扬声器共同构成的，系统在正常工作的过程当中，所输出的是高电平，经反相器U4A之后为低电平，这个时候555定时器是不工作的，而且扬声器也并不发声，一旦接收到報警信号之后，中心芯片就会通过中断服务使其输出低电平经与门和反相器U4之后变成高电平，这个时候，555定时器开始工作，并且让扬声器发出报警的声音，这个时候蜂鸣报警电路还有一个特点，即便是汽车的蓄电池被非法人员卸下，也可以完成报警，这是因为报警电路使用的电源是自备电源，所以说即便是偷车贼把蓄电池卸下，汽车也不会受到任何影响。
2.4.3 智能拨号报警模块简介
拨号模块是集DTMF信号接收以及信息的存储跟发送为一体的一种通讯电路模块，当中主要设置了单片机以及拨号管理系统，能够为用户提供多种型号的输入输出端口，可以有效地在安防警报以及信号采集，包括自动化控制当中进行灵活的应用。
3 结束语
在本篇文章当中，主要通过对于at89c2051的控制，结合传感器技术以及智能芯片技术，基本的完成了汽车防盗系统的简单的设计，汽车在遭遇危险的时候，可以通过单片机完成蜂鸣报警以及自动拨号报警，可以有效地防止汽车被盗。
参考文献：
[1]甘令，唐岚.基于51单片机的某汽车防盗系统设计[J].汽车实用技术，2021，46（3）：31-33，57.
[2]沈慧星，陶涵虓，潘慧瑶，等.基于单片机系统和生物阻抗的鱼体贮藏方式检测技术[J].农业机械学报，2021，52（1）：333-337.
[3]陈砚圃，张介秋，谭薇.交流电参数的卷积窗加权测量及其单片机实现[J].电力系统保护与控制，2020，48（8）：127-133.
[4]李烨桐，孙娜，刘锐，等.基于单片机的花卉物流实时灌溉系统设计[J].物流技术，2021，40（5）：118-122.
[5]谷雨，于桂杰，赵庆.基于单片机载荷控制模拟有杆采油实验研究[J].自动化与仪表，2021，36（2）：94-98.
Abstract： In this article， the main automobile anti-theft system based on single chip design brief analysis， place the system in the car driving indoor， if someone illegally enters into the car， the alarm system alarm immediately， and the ability to cut off the car ignition circuit， and can call out the pre-stored telephone number， or at the time of unwinding anti-theft function， vehicle towed line or from the ground， the vibration sensor system will receive the signal and sent to the microcomputer processing， if reached the alarm limit， can appear the buzzer alarm， cut off the ignition circuit and give a warning ring and a series of behavior， the study found that in the process of using this system， compared with the previous the misstatement cases of guard against theft system could be greatly reduced.
關键词： 超声波;震动传感器;多普勒效应
Key words： ultrasonic;vibration sensor;doppler effect
中图分类号：U472.43 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）20-0211-02
0 引言
相较于专用处理器来说，单片机更加适合使用在嵌入式系统当中，所以单片机应用的非常的广泛，事实上单片机现在已经成为了世界上数量最为多的一种计算机，现代人的社会几乎每一个电子产品都有单片机，例如手机，电话和计算器，包括一些家用电器等等，而个人电脑当中可能会有为数不少的单片机在工作，汽车上一般来说会配置四十多部单片机，那些更加复杂的系统甚至可能会有数百台单片机，由此便可看出，单片机的数量已经远超其他pc机的综合。
1 单片机汽车防盗系统的方案设计
90年代后，伴随着电子产品不断的发展，单片机技术也得到了相应的提升，随着inteli960系列，尤其是后期的arm系列的不断的应用，32位的单片机迅速取代了过去的16位单片机，并且直接进入了主流市场当中，而传统的八位单片机的性能也得到了一定的提升，处理能力要比过去提升了数百倍，就目前来看高端的三十二位单片机他的主频率已经超过了300MHz，其性能甚至直追九十年代中期的专用处理器，普通型号的出厂已经低至一美元，最高端型号也就只有十美元。现如今，单片机系统已经不止能够在裸机情况下使用了，大量的嵌入式系统使单片机能够应用在全系列上，能够进行核心处理的高端单片机甚至可以使用在windows系统当中。
1.1 系统总体设计方案
在该系统的硬件设计过程当中，主要以at89c2051作为研究的核心，由555定时器共同构成了超声波发射电路，以lm567构成了超声波接收电路，Cla-3振动传感器构成振动检测电路，蜂鸣报警器以及智能芯片构成了自动拨号电路，切断电路是由继电器构成的。在该系统当中，主要利用超声波发射器发射出超声波信号，该信号为40kHz，利用单片机来进行接收，如果收到的超声波信号也是40kHz的话，那么接收器不会出现任何报警信号，但是一旦有人试图破坏车窗或者是非法进入到车内当中，由于多普勒效应，移动物体所反射出来的超声波就会出现偏移，那么接收回来的超声波的频率将不再是40kHz，一旦检测器检测到，出现了频差，就会通过单片机发射出报警信号系统，就会出现蜂鸣以及完成自动拨号报警，同时本系统还可以通过振动传感器将信号输入到单片机当中，一旦达到了报警限度的话，单片机也会自动切断点火电路。
1.2 控制模块的设计
该系统主要利用单片机对于各个模块进行系统控制，利用振动传感器采集信号，并且通过单片机控制报警电路以及自动拨号报警，可以使用单片机发射信号或者是接收信号，这样来确定是否要切断点火电路。 2 系统硬件设计
2.1 主控芯片简介
主控芯片at89c2051属于一种低电压但是高性能的八位单片机，在该芯片当中，主要包含可反复擦写的只读flash程序存储器以及随时存储数据的存储器，器件使用的是ATMEL公司产的高密度器件，兼容MCS-51指令系统，在该芯片当中内置了八位中央处理器以及flash存储单元，功能非常强大，能够提供更多高性价比的应用。
AT89c2051属于一个功能性非常强大的单片机，但是他只有20个引脚以及15个双向输入输出，其中p1属于一个非常完整的八位双向口，两个外中断口，两个16位编程计数器，两个双向串行通信口，一个模拟比较放大器。
At89c2051的时钟频率可以是零，也就是说具备软件的睡眠功能，系统的唤醒方式主要包括串行口以及外中断口和ram等等，在进行唤醒之后，系统就进入了工作状态。省电模式当中，ram将会被冻结，停止时钟，所有功能都会停止，一直到系统被唤醒之后方可继续工作。
2.2 超声波发射与接受电路设计
超声波属于人耳无法听见的一种声波，它的频率在20kHz及以上，能够很好的使用到报警系统当中，一般来说，超声波发生器可以分成两个部分，一部分是电力方式产生，另外一部分就是使用机械方式来产生，在本次研究的报警系统当中，主要使用的是电气方式的超声波发生器，他的工作电压是40kHz脉冲信号，该超声波在运行的过程当中，实际上利用的是压电晶体的谐振来进行工作的。在本系统当中，超声波发生器主要包括两个压电晶片和一个共振板，一旦频率等于压电晶片的固有脉冲信号加在两极时，压电晶片就会出现共振的情况，并且带动共振板来振动，直接产生了超声波，如果两电极之间没有外加电压的话，共振板所接收到的超声波就是压迫晶片的振动，把机械能转换成电能，出现电信号，这个时候他就成为了一个超声波接收器。
①发射电路。
超声波的工作电压脉冲是由555集成器构成的脉冲电路，555定时器的一个最大的优点就在于他的整个电路都非常的简单，而且调整起来非常的方便，频率也比较稳定，当频率为40kHz的超声波发送脉冲信号，直接驱动超声波能器的时候，由该换能器的逆压电效应形成超声波，AT89c2051的p1.3管脚和555定时器的复位四脚是相连的，这个时候他们二者就能够有效地控制整个脉冲的发射和停止。
②接收电路。
当超声波换能器MA40EIR接收器和中心频率超声波信号相等的时候，由换能器会形成同频电脉冲信号，但是这个时候的信号非常的弱，所以说接收换能器的输出的信号只是有几毫伏而已，因此所接收到的信号必须要经过放大调整才可以。
Cmos的总增益能够达到60db以上，由于cmos电路的阻抗非常的高，所以说和超声计数器是比较匹配的，Im567属于一种锁相环电路，它的五六脚外接的电阻和电容决定了内部震荡的频率，lm567的输出端八脚能够通过非门接单片机的p3.2脚，当lm567的输入信号频率并没有落到真正的中心频率上面的时候，也就是说这个时候有人非法进入到了车内当中，他的逻辑输出端八脚就会直接发出报警信号，单片机在接收到信号之后就会进入到汽车的切断服务当中，直接控制报警电路，并且切断汽车的点火电路，让汽车不能够移动。
2.3 振动检测模块设计
车内所安装的振动传感器能够对车内出现的特殊振动进行监测，在没有解除防盗功能的时候对车辆进行拖行，或者是让车辆离开地面，振动传感器都能够检测到信号，并且将该信号传递给单片机，由单片机来控制，决定是否来报警，或者是采取一些其他的措施，振动传感器可以使用Cla-3型高灵敏位移传感器，这种传感器属于一种全方位的固态器件，可以有效的将机械振动传感进行微型化，能够把震动体炭化进行密封处理。对于振动有着非常强的灵敏度，而且针对于周边的其它信号有着很强的抗干扰能力，它的灵敏度可以有效地通过电容来对其进行调整，它的功能性能非常的可靠，输出开关信号直接和电路或者是单片机的输入电路进行连接，整体结构非常简单，输出阻抗也比较高。
2.4 报警模块设计
2.4.1 光电耦合器简介
光电耦合器的工作原理就是在光电耦合器进行工作的过程当中，它的输出端加电信号就会使其出现发光的情况，具体的发光强度取决于电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器之后就会产生光电流，受光器会把光电流从输出端引出，这样就能够有效的实现电光电的转换。
2.4.2 蜂鸣报警模块工作原理
蜂鸣报警电路主要是由555定时器以及扬声器共同构成的，系统在正常工作的过程当中，所输出的是高电平，经反相器U4A之后为低电平，这个时候555定时器是不工作的，而且扬声器也并不发声，一旦接收到報警信号之后，中心芯片就会通过中断服务使其输出低电平经与门和反相器U4之后变成高电平，这个时候，555定时器开始工作，并且让扬声器发出报警的声音，这个时候蜂鸣报警电路还有一个特点，即便是汽车的蓄电池被非法人员卸下，也可以完成报警，这是因为报警电路使用的电源是自备电源，所以说即便是偷车贼把蓄电池卸下，汽车也不会受到任何影响。
2.4.3 智能拨号报警模块简介
拨号模块是集DTMF信号接收以及信息的存储跟发送为一体的一种通讯电路模块，当中主要设置了单片机以及拨号管理系统，能够为用户提供多种型号的输入输出端口，可以有效地在安防警报以及信号采集，包括自动化控制当中进行灵活的应用。
3 结束语
在本篇文章当中，主要通过对于at89c2051的控制，结合传感器技术以及智能芯片技术，基本的完成了汽车防盗系统的简单的设计，汽车在遭遇危险的时候，可以通过单片机完成蜂鸣报警以及自动拨号报警，可以有效地防止汽车被盗。
参考文献：
[1]甘令，唐岚.基于51单片机的某汽车防盗系统设计[J].汽车实用技术，2021，46（3）：31-33，57.
[2]沈慧星，陶涵虓，潘慧瑶，等.基于单片机系统和生物阻抗的鱼体贮藏方式检测技术[J].农业机械学报，2021，52（1）：333-337.
[3]陈砚圃，张介秋，谭薇.交流电参数的卷积窗加权测量及其单片机实现[J].电力系统保护与控制，2020，48（8）：127-133.
[4]李烨桐，孙娜，刘锐，等.基于单片机的花卉物流实时灌溉系统设计[J].物流技术，2021，40（5）：118-122.
[5]谷雨，于桂杰，赵庆.基于单片机载荷控制模拟有杆采油实验研究[J].自动化与仪表，2021，36（2）：94-98.