電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1

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1、 電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 隨著社會(huì)科技的進(jìn)步、人民生活水平的提高和節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，生活中的交通工具正在向污染少、能耗低的方向發(fā)展，而電動(dòng)車正屬于其中之一。電動(dòng)車的環(huán)保、節(jié)能、輕便、成本低等特點(diǎn)，使它受到越來(lái)越多人的喜愛。而隨著電動(dòng)車的普及，它的防盜問(wèn)題也越來(lái)越突出。為了更好地解決防盜問(wèn)題，應(yīng)用新技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)電動(dòng)車防盜系統(tǒng)是非常必要。 本課題的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的電動(dòng)車防盜系統(tǒng)，該防盜系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89S52作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。該系統(tǒng)對(duì)于車主來(lái)說(shuō)，是用遙控器控制電動(dòng)車的布防、撤防和尋車三種狀態(tài)，只有當(dāng)按下撤防鍵后才能進(jìn)一步啟動(dòng)電動(dòng)車。防盜的功能是通過(guò)

2、振動(dòng)傳感器模塊檢測(cè)電動(dòng)車的異常振動(dòng)信號(hào)，且把感應(yīng)到的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)，傳遞給單片機(jī)，通過(guò)程序判斷是否報(bào)警，如果為報(bào)警信號(hào)，則利用GSM無(wú)線通信模塊TC35向預(yù)設(shè)的車主手機(jī)發(fā)送報(bào)警短信，且通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)聲，以此來(lái)威懾不法分子，達(dá)到保護(hù)電動(dòng)車的目的。而電動(dòng)車的啟動(dòng)是通過(guò)語(yǔ)音來(lái)控制的，必須通過(guò)正確語(yǔ)音密碼才能啟動(dòng)，因此能起到更高強(qiáng)度的防盜功效。 本課題設(shè)計(jì)的多功能電動(dòng)車防盜系統(tǒng)與普通的防盜系統(tǒng)的不同之處在于，其能夠在發(fā)出報(bào)警聲的同時(shí)，利用GSM無(wú)線通信技術(shù)發(fā)送短信至車主手機(jī)，且利用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別啟動(dòng)密碼，進(jìn)而啟動(dòng)電動(dòng)車，替換了使用鑰匙啟動(dòng)的方式，使防盜效果達(dá)到更高的層次。 關(guān)

3、鍵詞：電動(dòng)車；防盜系統(tǒng)；傳感器；報(bào)警信號(hào) Abstract With the advancement of social technology, the improve of peoples living standards and the strengthen of energy-saving environmental protection awareness, the direction of life transport is less to pollution, low energy consumption, and the electric

4、 car is belong to one of them. The characteristics of the electric car are environmental protection, energy-saving, portable, low-cost and so on, and that make it popular in more and more people. But with the popularization of electric car, its anti-theft problem is also becoming more prominent. In

5、order to solve the anti-theft problem, application of new technologies to design the electric car anti-theft system is necessary. The main content of this topic is the design a electric car anti-theft system which controlled by a Single Chip Microcomputer, this electric car anti-theft system uses

6、a AT89S52 MCU as the core of control in the whole system. To the owner of car, this system is using remote controller to change the three states of electric car in deploying defense ,cancel defense and search car, and then only press down the cancel defense button can you start the electric car . Th

7、e function of the anti-theft system is detected the abnormal vibration signal by vibration transducers module,and then convert the vibration signal to level signal, finally, transport the level signal to the MCU and judge whether it is the warning signal. If it is the warning signal ,so send a warni

8、ng message to the owner’s mobile phone by TC35 GSM wireless communication module, and make a warning sound through speakers, deter criminals by this way, achieve the purpose of protection the electric car. By the way, start the electric car by Speech Recognition, it is necessary to input a correct p

9、assword to start it, so that, it can reached a higher level’s anti-theft. The multi-function electric car anti-theft system of this project is difference from the ordinary anti-theft system, it can make a warning sound and at the same time send a warning message to the owner’s mobile phone by

10、TC35 GSM wireless communication module, also it use the voice recognition technology to identify password, then start the the electric car, it take the place of the key, make the anti-theft to achieve a higher level. Key word: electric car; anti-theft system; transducers; warning signal

11、 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第IV頁(yè) 共Ⅳ頁(yè) 目 錄 1 緒論 1 1.1 電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的研究背景 1 1.2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 論文研究的內(nèi)容及意義 2 1.4 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和特點(diǎn) 2 2 硬件方案的選擇及論證 3 2.1 系統(tǒng)框圖的繪制 3 2.2 振動(dòng)傳感模塊方案 3 2.2.1基于振動(dòng)傳感器ZD25的方案 3 2.2.2基于SW-18010P振動(dòng)開關(guān)的方案 4 2.3 遙控發(fā)射接收模塊方案 5 2.3.1基于紅外的發(fā)射接收系統(tǒng) 5 2

12、.3.2基于電磁波的發(fā)射接收系統(tǒng) 5 2.4 語(yǔ)音識(shí)別模塊方案 6 2.4.1基于LD3320芯片的方案 6 2.4.2基于SPCE061A芯片的方案 7 3 防盜系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理介紹 9 3.1 單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)及其外圍電路 9 3.1.1單片機(jī)的介紹 9 3.1.2單片機(jī)外圍電路簡(jiǎn)介 10 3.2 振動(dòng)傳感器模塊 12 3.3 無(wú)線遙控發(fā)射模塊 12 3.4 無(wú)線接收模塊 13 3.5 音效報(bào)警模塊 14 3.6 語(yǔ)音識(shí)別模塊 15 3.6.1SPCE061A基本電路 16 3.6.2電源穩(wěn)壓電路 17 3.6.3音頻輸入電路 17 3.6.4音頻

13、輸出放大電路 18 3.7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 18 3.8 GSM無(wú)線通信模塊 19 4 安裝與調(diào)試 22 4.1 硬件制作中遇到的問(wèn)題及解決方法 22 4.2 軟件工作原理 23 4.2.1主控單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 23 4.2.2語(yǔ)音識(shí)別軟件設(shè)計(jì) 25 4.2.3GSM無(wú)線通信軟件設(shè)計(jì) 26 5 結(jié)論 28 謝 辭 30 參考文獻(xiàn) 31 附 錄 32 附錄一：系統(tǒng)總原理圖……………………………………………………………………33附錄二：語(yǔ)音識(shí)別模塊原理圖……………………………………………………………...34 附錄三：TC35 GSM無(wú)線通信模塊原理圖………………

14、…………………………………..35 附錄四：程序代碼……………………………………………………………………………36 1 緒論 1.1 電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的研究背景 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，電動(dòng)車成為中小城市市民主要的交通工具，它極大的提高了人們的出行方便。電動(dòng)車以電為能源，無(wú)廢氣排放，噪音小，不污染環(huán)境，且騎行省力，經(jīng)濟(jì)適用，通用性廣，因此政府也大力支持電動(dòng)車的推廣。目前摩托車、汽車等交通工具因污染環(huán)境而受到限制，且居高不下的油價(jià)，又給電動(dòng)車帶來(lái)了發(fā)展空間，因此電動(dòng)車成為工薪階層的最佳選擇，受到越來(lái)越多人青睞。然而就在電動(dòng)車進(jìn)入千家萬(wàn)戶的同時(shí)，其失竊率也

15、連連攀升，給使用者帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上和精神上的雙重?fù)p失。一輛電動(dòng)車的價(jià)格相當(dāng)于普通購(gòu)買者一個(gè)月的工資，甚至更多，所以用戶對(duì)于防盜問(wèn)題特別關(guān)心。而電動(dòng)車的鑰匙其實(shí)只是一個(gè)開關(guān)裝置，就防盜功能而言形同虛設(shè)，所以我們經(jīng)?？吹揭惠v電動(dòng)車配備兩把甚至三把防盜原子鎖，可見用戶對(duì)于防盜方面的憂慮和對(duì)于目前防盜能力的懷疑。部分電動(dòng)車生產(chǎn)廠家在車體上加裝遙控防盜裝置，但也有的廠家會(huì)因?yàn)橐刂瞥杀径唤o電動(dòng)車加裝防盜裝置。為解決廣大電動(dòng)車使用者的憂慮，本次研究設(shè)計(jì)一套基于單片機(jī)控制的電動(dòng)車智能防盜系統(tǒng)，給廣大使用者裝上一把“安心鎖”。 1.2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 為了充分掌握目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)車市場(chǎng)防盜報(bào)警

16、類產(chǎn)品的現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)，本人查閱了大量的市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告，從商家提供的電動(dòng)車年銷量和報(bào)警器（包括報(bào)警鎖）年銷量數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前市場(chǎng)上出售的電動(dòng)車防盜報(bào)警裝置大致有如下幾類： （1）防盜報(bào)警鎖，它是一種將電子鎖與機(jī)械鎖相結(jié)合、具有防盜性能的鎖具。其原理是將報(bào)警器與車鎖集成，當(dāng)車鎖鎖上時(shí)，只要內(nèi)部振動(dòng)傳感器感知到車身振動(dòng)，就會(huì)立即觸發(fā)啟動(dòng)鎖上的報(bào)警喇叭報(bào)警。這種防盜報(bào)警鎖使用比較方便，售價(jià)也能為大家接受，一般在50元左右，如金霸王K-600、輪凱LK-325。但是用戶反映使用這種防盜報(bào)警鎖，發(fā)生誤報(bào)的頻率較高，而且發(fā)現(xiàn)是誤報(bào)還得不到解除，同時(shí)在鎖緊狀態(tài)下無(wú)法人為撤防，造成不必要的干擾。 （2）

17、普通防盜報(bào)警器，與防盜報(bào)警鎖相比，它的原理是將報(bào)警器與機(jī)械鎖分離，其報(bào)警器主要由基于振動(dòng)傳感器報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)，當(dāng)處于布防狀態(tài)下，振動(dòng)傳感器若檢測(cè)到車身振動(dòng)，則通過(guò)喇叭報(bào)警。這類報(bào)警裝置體積較小，可獨(dú)立安裝在電動(dòng)車上較為隱蔽的地方，不易被發(fā)現(xiàn)而拆卸。其布防、撤防都是通過(guò)報(bào)警器外殼上的同一開關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)，電源一般使用兩節(jié)7號(hào)電池，性能比較穩(wěn)定，價(jià)格在60元左右。但是一旦將其安裝在車身較為隱蔽的地方，如車身底部等，那么車主啟動(dòng)布防和撤防時(shí)要按開關(guān)就很困難，不易操作；如果安裝在方便車主啟動(dòng)開關(guān)的地方，此報(bào)警器又很容易被盜賊發(fā)現(xiàn)而將其拆卸。 （3）遙控防盜報(bào)警器，由車載主機(jī)和手持遙控發(fā)射器組成。車載主機(jī)和

18、上文所述的報(bào)警器功能相同，而遙控器則相當(dāng)于主機(jī)的一個(gè)無(wú)線遙控電源開關(guān)，它采用的是無(wú)線發(fā)射技術(shù)，主要是作用是進(jìn)行布防、撤防和啟動(dòng)報(bào)警功能，如保鏢E406，金鸚鵡7200系列。這類報(bào)警器是現(xiàn)在電動(dòng)車市場(chǎng)上的主流防盜產(chǎn)品，一般靈敏度較高，性能穩(wěn)定，報(bào)警聲響可達(dá)100分貝以上，基本可以滿足一般電動(dòng)車用戶的需要，市場(chǎng)價(jià)格在80元左右。漏報(bào)率和故障率都較低，但是誤報(bào)率很高，報(bào)警噪音擾民現(xiàn)象嚴(yán)重。 1.3 論文研究的內(nèi)容及意義 現(xiàn)在市場(chǎng)上有各式各樣的電動(dòng)車防盜報(bào)警裝置出售，一些高檔的智能報(bào)警器由于價(jià)格過(guò)高，用戶不愿意為售價(jià)僅兩三千的電動(dòng)車去配置，而得不到推廣；另外，也有價(jià)格適中、質(zhì)量可靠的防盜報(bào)

19、警器出售，但是此類報(bào)警器的報(bào)警喇叭一般都只是安裝在電動(dòng)車身上，而完成警情傳遞任務(wù)的主要部件都是振動(dòng)傳感器，其靈敏度較高，致使一些外界環(huán)境因素，如刮風(fēng)打雷、大車經(jīng)過(guò)等，都有可能觸發(fā)其響應(yīng)而發(fā)出報(bào)警，這種由于誤報(bào)警帶來(lái)的噪音污染常常造成一定程度的擾民。 種種原因使得大部分電動(dòng)車用戶并沒(méi)有為他們的車去配備防盜報(bào)警裝置，導(dǎo)致一些不法分子有機(jī)可乘，電動(dòng)車被盜現(xiàn)象日益嚴(yán)重，“電動(dòng)車保險(xiǎn)”也因出險(xiǎn)率太高而銷聲匿跡。報(bào)警裝置作為電動(dòng)車的一個(gè)重要附屬配件，其防盜守護(hù)的重要作用眾所周知。由此，一種高品質(zhì)、高性能、高強(qiáng)度，能夠滿足用戶的高要求的電動(dòng)車防盜產(chǎn)品是現(xiàn)今市場(chǎng)的需求方向。 因此，本次論文是研究設(shè)計(jì)一個(gè)智

20、能的電動(dòng)車防盜系統(tǒng)，在現(xiàn)有的普通防盜器之上，利用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和GSM無(wú)線通信技術(shù)再給防盜器添加兩道防線，使其功能更趨于完美。利用新的技術(shù)，作出新的改進(jìn)，使電動(dòng)車防盜系統(tǒng)更完整，也希望能應(yīng)用于除了電動(dòng)車之外的各種防盜場(chǎng)景。 1.4 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和特點(diǎn) 本防盜系統(tǒng)的要求是能夠?qū)崿F(xiàn)在布防狀態(tài)下能夠檢測(cè)異常振動(dòng)等情況，并通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)通過(guò)TC35模塊發(fā)送警報(bào)短信到預(yù)設(shè)的車主手機(jī)號(hào)上。本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)車遙控器不但要能控制系統(tǒng)的布防、撤防和尋車等功能，還要能做為語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的觸發(fā)信號(hào)。電動(dòng)車需要通過(guò)驗(yàn)證正確的語(yǔ)音密碼后才能啟動(dòng)，即由語(yǔ)音來(lái)控制電動(dòng)車的啟動(dòng)。 本設(shè)計(jì)結(jié)合了語(yǔ)音識(shí)別

21、和GSM無(wú)線通信兩種技術(shù)，比一般的防盜系統(tǒng)更完善。而且通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別控制電動(dòng)車的啟動(dòng)，能夠在遙控器丟失及被干擾破解等情況下還能起到防盜的功能。而通過(guò)GSM通信技術(shù)可以在電動(dòng)車有異常情況時(shí)，發(fā)送警報(bào)短信到車主手機(jī)。此功能讓本系統(tǒng)能夠起到雙向防盜的作用，以便車主及時(shí)了解自己愛車的車況，并作出及時(shí)正確的處理，以減少不必要的損失。 2 硬件方案的選擇及論證 2.1系統(tǒng)框圖的繪制 A T 8 9 S 5 2 音效報(bào)警模塊 振動(dòng)傳感模塊 GSM模塊 遙控器模塊 車主手機(jī) 語(yǔ)音

22、識(shí)別模塊 啟動(dòng)電動(dòng)車 圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 如圖2.1所示，整個(gè)系統(tǒng)由主控單片機(jī)AT89S52控制，包括有振動(dòng)傳感器模塊、遙控器模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、音效報(bào)警模塊、GSM模塊等5大模塊，其中由振動(dòng)傳感器檢測(cè)異常振動(dòng)信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電平信號(hào)輸入單片機(jī)，單片機(jī)識(shí)別后通過(guò)音效報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警聲響，并通過(guò)GSM模塊給預(yù)設(shè)的車主手機(jī)發(fā)送警報(bào)短信。遙控器是用來(lái)控制電動(dòng)車的布防、撤防和啟動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別等功能，當(dāng)語(yǔ)音識(shí)別啟動(dòng)后，如果口令驗(yàn)證正確后，電動(dòng)車則啟動(dòng)。 2.2 振動(dòng)傳感模塊方

23、案 本系統(tǒng)最基本的部分為振動(dòng)檢測(cè)部分，通過(guò)檢測(cè)振動(dòng)并轉(zhuǎn)化為觸發(fā)報(bào)警的信號(hào)是系統(tǒng)正常運(yùn)作的前提。因此本文將對(duì)振動(dòng)檢測(cè)元件的選擇作必要的闡述。 2.2.1基于振動(dòng)傳感器ZD25的方案 振動(dòng)傳感器ZD25是一種目前廣泛應(yīng)用的報(bào)警檢測(cè)傳感器，它內(nèi)部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結(jié)構(gòu)檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，并通過(guò)LM358等運(yùn)放放大并輸出控制信號(hào)。它具有靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠、振動(dòng)檢測(cè)可調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn)。振動(dòng)傳感器ZD25的工作原理是將傳感器緊接觸在被測(cè)的振動(dòng)體上，當(dāng)振動(dòng)體在傳感器敏感的測(cè)量方向上振動(dòng)時(shí)，傳感器的敏感元件產(chǎn)生相應(yīng)的強(qiáng)制振動(dòng)。振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)使磁敏元件產(chǎn)生電阻變化，導(dǎo)致輸出電壓產(chǎn)生相應(yīng)

24、的變化。經(jīng)電路處理放大后，輸出與振動(dòng)特性（頻率和幅度）相似的電壓變化的波形信號(hào)，如圖2.2、圖2.3所示。 圖2.2 無(wú)振動(dòng)時(shí)的波形圖 圖2.3 有振動(dòng)時(shí)的波形圖 振動(dòng)信號(hào)的輸出與振動(dòng)的幅度和頻率相似，即輸出電壓頻率與振動(dòng)頻率成正比，電壓幅值大小與振動(dòng)位移幅值成正比。傳感器的工作電壓為12V，輸出信號(hào)穩(wěn)定，能抗雜波干擾。在單電源工作下，無(wú)振動(dòng)時(shí)，輸出為DC4V左右直流信號(hào)，有振動(dòng)時(shí)，輸出為疊加在DC4V上的交變電壓信號(hào)。 2.2.2基于SW-18010P振動(dòng)開關(guān)的方案 振動(dòng)開關(guān)是在感應(yīng)振動(dòng)力大小后將感應(yīng)結(jié)果傳遞到電路裝置，并使電路啟動(dòng)工

25、作的電子開關(guān)。SW-18010P振動(dòng)開關(guān)主要有彈簧和導(dǎo)針構(gòu)成，其工作原理無(wú)振動(dòng)時(shí)，彈簧與導(dǎo)針?lè)蛛x，有振動(dòng)時(shí)，彈簧與導(dǎo)針接觸。它是一種無(wú)方向性振動(dòng)感應(yīng)出發(fā)開關(guān)，任何角度均可觸發(fā)。 本開關(guān)在靜止時(shí)為開路OFF狀態(tài)，當(dāng)收到外力碰觸而達(dá)到相應(yīng)的振動(dòng)力或移動(dòng)速度達(dá)到適當(dāng)離心力時(shí)，導(dǎo)電接腳會(huì)瞬間導(dǎo)通呈瞬間ON狀態(tài)，當(dāng)外力消失時(shí)，開關(guān)回復(fù)為開路OFF狀態(tài)。開關(guān)在正常情況下使用壽命可達(dá)20萬(wàn)次，適用于玩具、防盜報(bào)警器、運(yùn)動(dòng)器材等小電流控制電路的產(chǎn)品中。其結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。 圖2.4 振動(dòng)開關(guān)結(jié)構(gòu)圖 由于振動(dòng)

26、開關(guān)SW-18010P較于振動(dòng)傳感器ZD25，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂且價(jià)格更低廉，靈敏度和工作的穩(wěn)定性等都能達(dá)到本課題的要求，因此選擇振動(dòng)開關(guān)SW-18010P作為本課題的振動(dòng)檢測(cè)元件。 2.3 遙控發(fā)射接收模塊方案 本系統(tǒng)的遙控器是用來(lái)控制系統(tǒng)的布防、撤防等主要功能，而能夠?qū)崿F(xiàn)遙控功能的方案有很多種，下文將分別做簡(jiǎn)要的介紹。 2.3.1基于紅外的發(fā)射接收系統(tǒng) 紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，它發(fā)出的是紅外光，其特點(diǎn)是不會(huì)對(duì)周邊其他電器的工作產(chǎn)生干擾，適合用在短距離且直線的遙控系統(tǒng)中。接收部分是由光敏二極管來(lái)完成，其接收電路通常被廠家集成在一個(gè)元

27、件中，成為一體化紅外接收頭。內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測(cè)二極管、放大器、限幅器、帶通濾波器、積分電路、比較器等。其接收的原理是：紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器把不同發(fā)射距離的脈沖幅度控制在一定的水平。當(dāng)交流信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器（帶通濾波器可以通過(guò)30khz～60khz的負(fù)載波）后，通過(guò)解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出相應(yīng)的高低電平，還原出發(fā)射端的信號(hào)波形。紅外遙控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。 圖2.5 紅外遙控系統(tǒng)示意圖 2.3.2基于電磁波的發(fā)射接收系統(tǒng) 電磁波是由同相振蕩且互相垂直的電場(chǎng)與磁場(chǎng)在空間中以波的形式移動(dòng)，有效的

28、傳遞能量和動(dòng)量。在無(wú)線技術(shù)中使用的電磁波叫無(wú)線電波，而無(wú)線電技術(shù)就是通過(guò)無(wú)線電波傳播聲音或其他信號(hào)的技術(shù)。無(wú)線電技術(shù)的發(fā)射接收原理在于，導(dǎo)體中電流強(qiáng)弱的改變會(huì)產(chǎn)生無(wú)線電波。利用這一現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)制可將信息加載于無(wú)線電波之上。當(dāng)電波通過(guò)空間傳播到達(dá)收信端，電波引起的電磁場(chǎng)變化又會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流。通過(guò)解調(diào)將信息從電流變化中提取出來(lái)，就達(dá)到了信息傳遞的目的。無(wú)線電技術(shù)適合用于距離較長(zhǎng)且非直線的情況。無(wú)線電波的發(fā)射、接收示意圖如下圖2.6、2.7所示。 圖2.6 無(wú)線電波發(fā)射示意圖 圖2.7 無(wú)線電波接收示意圖 PT2262和PT227

29、2是CMOS三態(tài)編碼集成芯片，這組器件廣泛用于各種遙控器件上，它們能夠調(diào)制和解調(diào)無(wú)線電波，完成發(fā)送和接收的工作過(guò)程。PT2262 是發(fā)射編碼芯片，PT2272是接收解碼芯片，兩者的地址必須配對(duì)，而且振蕩電阻必須符合要求。PT2262的TE端是發(fā)射允許端，接受低電平時(shí)，17腳DOUT端輸出一串編碼。該串編碼在載波上發(fā)送出去，被接收端接收和解調(diào)，輸入PT2272的14腳，當(dāng)?shù)刂放鋵?duì)時(shí)，VT解碼有效端輸出高電平，數(shù)據(jù)端口就會(huì)輸出與PT2262發(fā)射端口一致的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)遙控功能。 經(jīng)過(guò)比較得知，紅外遙控距離短，只能直線方向遙控。電磁波的遙控具有衍射作用，能跨越一定的屏障，遙控時(shí)也不需要直線。發(fā)射

30、接收模塊滿足體積小，通信距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)等要求，因此在本次設(shè)計(jì)中采用由編碼芯片PT2262和解碼芯片PT2272構(gòu)成的發(fā)射接收系統(tǒng)來(lái)完成無(wú)線收發(fā)功能。 2.4 語(yǔ)音識(shí)別模塊方案 語(yǔ)音識(shí)別啟動(dòng)電動(dòng)車是本次設(shè)計(jì)的特色功能，而能夠完成語(yǔ)音識(shí)別的芯片也有很多種，下文講對(duì)兩種芯片作出比較并選擇。 2.4.1基于LD3320芯片的方案 LD3320芯片是一款“語(yǔ)音識(shí)別”專用芯片，由ICRoute公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。該芯片集成了語(yǔ)音識(shí)別處理器和一些外部電路，包括A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等。其語(yǔ)音識(shí)別的工作原理是基于關(guān)鍵詞列表識(shí)別的技術(shù)，即把設(shè)定好的要識(shí)別的關(guān)鍵詞列表通過(guò)主

31、控單片機(jī)以字符的形式傳送到LD3320內(nèi)部，就可以對(duì)用戶說(shuō)出的關(guān)鍵詞進(jìn)行識(shí)別，不需要任何的錄音訓(xùn)練。該芯片在設(shè)計(jì)上注重節(jié)能與高效，不需要外接任何的輔助芯片如Flash、RAM等，直接集成在現(xiàn)有的產(chǎn)品中即可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別、聲控、人機(jī)對(duì)話功能。并且，識(shí)別的關(guān)鍵詞語(yǔ)列表是可以任意動(dòng)態(tài)編輯的。它通過(guò)ICRoute公司特有的快速而穩(wěn)定的優(yōu)化算法，完成非特定人語(yǔ)音識(shí)別，識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)95%。LD3320引腳結(jié)構(gòu)如圖2.8所示。 圖2.8 LD3320芯片引腳圖 該芯片工作電壓為3.3V，芯片管腳輸入電壓范圍：高電壓（邏輯“1”）:0.7

32、V以上，低電壓（邏輯“0”）：0～0.3V。因此，開發(fā)者需要保證自己使用的主控MCU同樣工作在 3.3V，保證主控MCU向 LD3320的管腳輸出的高電壓不超過(guò) 3.3V。 2.4.2基于SPCE061A芯片的方案 SPCE061A是繼’nSP系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽(yáng)科技推出的又一個(gè)16位結(jié)構(gòu)的微控制器。其語(yǔ)音識(shí)別的工作原理是預(yù)先將需要識(shí)別的語(yǔ)音內(nèi)容進(jìn)行訓(xùn)練，然后檢測(cè)用戶發(fā)出的聲音，通過(guò)DSP技術(shù)將兩者進(jìn)行對(duì)比，最后確定識(shí)別結(jié)果。較高的處理速度使μ’nSP?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)，因此，以μ’nSP?為核心的SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)

33、域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的選擇。 SPCE061A整合了多個(gè)常用的功能模塊，在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)候不用外加過(guò)多的硬件就可方便的完成一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這就是人們常說(shuō)的SoC（System on chip）技術(shù)。它耗電少，可以滿足很多手提設(shè)備、掌上設(shè)備低能耗的需求，可方便的用來(lái)實(shí)現(xiàn)聲音錄制、播放，Midi音樂(lè)合成和語(yǔ)音識(shí)別，相比別的單片機(jī)比較有特色。它還可以方便的完成一系列乘加的運(yùn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)處理比較容易，別的單片機(jī)一般都不具備這種功能。SPCE061A芯片里具備在線仿真調(diào)試電路，使調(diào)試和程序下載更加方便，也把仿真器和燒錄器的成本給節(jié)省下來(lái)了。其引腳如圖2.9所示。

34、 圖2.9 SPCE061A引腳圖 SPCE061A工作電壓(CPU)VDD為2.4～3.6V ，(I/O)VDDH為2.4～5.5V；CPU時(shí)鐘：0.32MHz～49.152MHz；內(nèi)置2K字SRAM和32KFLASH；可做編程音頻處理。 由于LD3320要求的芯片工作電壓和管腳工作電壓為3.3V，而本次設(shè)計(jì)中所采用的主控芯片AT89S52卻工作在5V電壓，且SPCE061A的高性能和低價(jià)格也能滿足本次設(shè)計(jì)的需求，因此本次防盜系統(tǒng)的語(yǔ)音識(shí)別功能選用SPCE061A來(lái)完成。 3 防盜系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理介紹 3

35、.1 單片機(jī)AT89S52系統(tǒng)及其外圍電路 3.1.1單片機(jī)的介紹 圖3.1 AT89S52引腳圖 如圖3.1所示為AT89S52引腳圖。AT89S52單片機(jī)具有4個(gè)8位的端口，分別為P0、P1、P2、P3。P0、P2口，除了具有一般I/O口的功能外，P0口在擴(kuò)展外部程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)具有數(shù)據(jù)總線和低8位地址總線的功能，P2口在擴(kuò)展外部程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)具有高8位地址總線的功能；P1口為一般的I/O口；P3口具有一般I/O口和如表3.1所示的

36、特殊功能。 表3.1 P3口的特殊功能 引腳 功能 P3.0 RXD，串口接口輸入 P3.1 TXD，串口接口輸出 P3.2 INT0，外部中斷0輸入 P3.3 INT1，外部中斷1輸入 P3.4 T0，定時(shí)器0輸入信號(hào) P3.5 T1，定時(shí)器1輸入信號(hào) P3.6 WR，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀 P3.7 RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫 除了P口之外，AT89S52還有VCC、VSS、XTAL1、XTAL2、RESET、EA/VPP、PSEN、ALE/PROG等引腳。其中 （1）VCC為AT89S52電源正端輸入，接+5V； （2）VSS為電源地端； （3

37、）XTAL1、XTAL2分別為系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端和輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以工作了，此外可以在兩引腳與地之間并入兩個(gè)30PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)； （4）RESET為AT89S52的重置引腳，高電平工作，當(dāng)要對(duì)芯片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S52便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼然后執(zhí)行程序； （5）"EA"為英文"External Access"的縮寫，表示存取外部程序代碼之意

38、，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來(lái)執(zhí)行程序； （6）PSEN為"Program Store Enable"的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)AT89S52被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍； （7）ALE是英文"Address Latch Enable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S52可以利用這支引腳來(lái)觸發(fā)

39、外部的8位鎖存器（如7 4LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中。 3.1.2單片機(jī)外圍電路簡(jiǎn)介 （1）電源電路 圖3.2 電源電路 如圖3.2所示為單片機(jī)的電源電路。它可以給單片機(jī)提供工作所需電源，并有指示燈提示，其中限流電阻選取220Ω時(shí)指示燈最亮。當(dāng)燈亮?xí)r表示提供正常工作電壓。 （2）時(shí)鐘電路 圖3.3 時(shí)鐘電路 如圖3.3所示為單片機(jī)的時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電

40、路中使用的11.0592M晶振，它兩個(gè)腳上的對(duì)地電容稱為負(fù)載電容，其影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度，一般為幾十皮法。時(shí)鐘電路為單片機(jī)提供系統(tǒng)時(shí)鐘。 （3）復(fù)位電路 圖3.4 復(fù)位電路 如圖3.4所示為單片機(jī)的復(fù)位電路。復(fù)位電路使單片機(jī)能上電復(fù)位，當(dāng)程序進(jìn)入混亂等狀態(tài)時(shí)可以通過(guò)按鍵手動(dòng)復(fù)位，使AT89S52能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼然后執(zhí)行程序。 3.2 振動(dòng)傳感器模塊 振動(dòng)傳感器模塊主要由振動(dòng)開關(guān)SW-180

41、10P及電壓比較器LM393組成。其原理電路如圖3.5所示。 圖3.5 振動(dòng)傳感器模塊 如圖所示，電壓比較器負(fù)輸入端的滑動(dòng)變阻器R3的電壓值與正輸入端的振動(dòng)開關(guān)SW-18010P電壓值相比較，當(dāng)振動(dòng)開關(guān)沒(méi)有檢測(cè)到振動(dòng)（開路OFF狀態(tài)）時(shí)，比較器1端輸出高電壓，指示燈熄滅；當(dāng)振動(dòng)開關(guān)檢測(cè)到振動(dòng)（導(dǎo)通ON狀態(tài)）時(shí)，電壓比較器1端輸出低電平，此時(shí)指示燈會(huì)亮起，表示有振動(dòng)狀況。在此電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3可以改變整個(gè)振動(dòng)傳感器模塊的靈敏度。 3.3 無(wú)線遙控發(fā)射模塊 遙控發(fā)射器

42、是由編碼芯片PT2262、發(fā)射模塊F05V和它們的外圍電路組成，其原理電路如圖3.6所示。 圖3.6 遙控發(fā)射器原理電路 如圖3.6所示，遙控器的控制是通過(guò)PT2262來(lái)完成的。PT2262可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路，它最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出,其發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字。由上圖可知，當(dāng)遙控器沒(méi)有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262上電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高

43、電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。 圖3.6中，F(xiàn)05V是一款小體積、低功率RF無(wú)線發(fā)射模塊，其工作原理是將PT2262傳送的信號(hào)調(diào)制在載波上，并通過(guò)天線以一定的頻率發(fā)送無(wú)線電波。此模塊采用SMT工藝，聲表穩(wěn)頻，性能穩(wěn)定，特別適合低電壓電池供電，無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)處于休眠狀態(tài)并符合FCC認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。F05V可以配合PT2262來(lái)完成無(wú)線信號(hào)的發(fā)射，應(yīng)用范圍：各種低速率數(shù)字信號(hào)的接收，工業(yè)遙控，遙

44、測(cè)，防盜報(bào)警器信號(hào)接收，各種家用電器的遙控等。在使用F05V時(shí)，要給其加上天線，天線對(duì)模塊的發(fā)射效果影響很大，最好接1/4波長(zhǎng)的天線，一般采用50歐姆單芯導(dǎo)線.天線的長(zhǎng)度315M的約為25cm。天線位置對(duì)模塊發(fā)射效果亦有影響，安裝時(shí)天線盡可能伸直，遠(yuǎn)離有屏蔽體、高壓及干擾源的地方。 3.4 無(wú)線接收模塊 遙控發(fā)射器是由解碼芯片PT2272、接收模塊J05V和它們的外圍電路組成，其原理電路如圖3.7所示。 圖3.7 無(wú)線接收模塊原理圖 如圖3.7所示，接收模塊的控制是通過(guò)PT2272來(lái)完成的。PT2272是一款用以解碼的芯片，編碼芯片PT2262

45、發(fā)出的編碼信號(hào)傳送到解碼芯片PT2272后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平。PT2272和PT2262 除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收距離會(huì)變近甚至無(wú)法接收，在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越低，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時(shí)間越長(zhǎng)。 圖3.7中，J05V是一種低電壓型超外差接收模塊，其工作原理是通過(guò)天線接收特定頻率的無(wú)線電波，并通過(guò)解調(diào)器把信號(hào)從載波中還原出來(lái)，傳送給PT2272進(jìn)行處理。此模塊有體積小、聲表穩(wěn)頻、低電壓、低功耗的特點(diǎn)，它還具有休眠功能，休眠電流僅為1uA。它可以配合

46、PT2272來(lái)完成無(wú)線信號(hào)的接收工作，適用于車庫(kù)門遙控器系統(tǒng)、工業(yè)遙控器、遙感、遙測(cè)、安防報(bào)警器、伸縮門等。當(dāng)J05V接收到信號(hào)后，會(huì)從DATA腳輸出波形信號(hào)至PT2272的14管腳，PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼再經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，完成對(duì)遙控發(fā)射信號(hào)的接收和處理工作。 3.5 音效報(bào)警模塊 當(dāng)防盜系統(tǒng)檢測(cè)到振動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，這種警報(bào)聲是通過(guò)音樂(lè)芯片KD9561來(lái)完成的。音樂(lè)芯片KD9561是一種比較簡(jiǎn)單的語(yǔ)音電路，它通過(guò)內(nèi)部的振蕩電路，再外接小量分立元件，就能產(chǎn)生各種音樂(lè)信號(hào)，音樂(lè)芯片是語(yǔ)音集成電路的一個(gè)重要分支，目前廣

47、泛用于音樂(lè)卡、電子玩具、電子鐘、電子門鈴、家用電器、安防報(bào)警器等場(chǎng)合。KD9561的引腳結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。 圖3.8 KD9561引腳結(jié)構(gòu) KD9561是四聲報(bào)警音樂(lè)芯片，它可以通過(guò)對(duì)引腳SEL1和SEL2進(jìn)行不同的電壓輸入而得到警車聲、火警聲、救護(hù)車聲、機(jī)關(guān)槍聲等四種聲音。其聲響表如表3.2所示。 表3.2 KD9561聲響表 SEL1 SEL2 聲效 不接 不接 警車聲 VDD 不接 火警聲 VSS 不接 救護(hù)車聲 任意接 VDD 機(jī)關(guān)槍聲

48、 KD9561的外圍電路很簡(jiǎn)單，只需要外接一個(gè)三極管、小喇叭和調(diào)節(jié)聲音快慢的電阻即可，但為了通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制它的發(fā)聲，因此需要把其與單片機(jī)I/O口連接，其電路圖如圖3.9所示。 圖3.9 音效報(bào)警電路 本次設(shè)計(jì)的防盜系統(tǒng)所發(fā)出的報(bào)警音效是作為警示和防盜之用，因此要令KD9561發(fā)出警車聲，其SEL1和SEL2管腳設(shè)置為懸空。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到振動(dòng)且需要發(fā)出報(bào)警聲時(shí)，單片機(jī)的P2.0口會(huì)輸出一個(gè)高電平，這個(gè)高電平用來(lái)作為KD9561發(fā)出報(bào)警聲的觸發(fā)信號(hào)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)I/O口的驅(qū)動(dòng)力較弱，不能直接作為KD9561

49、觸發(fā)啟動(dòng)電壓，因此通過(guò)繼電器來(lái)隔離高低電壓，且以三極管為開關(guān)，通過(guò)I/O口來(lái)控制繼電器工作，并給KD9561進(jìn)行供電。當(dāng)單片機(jī)P2.0口輸出高電平時(shí)，三極管Q2的B、E極導(dǎo)通，這時(shí)候繼電器吸合，繼電器的5管腳和3管腳導(dǎo)通，由5管腳輸入的電源VIC直接供給KD9561作為它的工作電壓VDD，令其工作并發(fā)出報(bào)警聲，至此，達(dá)到了由單片機(jī)控制報(bào)警聲開關(guān)的功能。 上圖中ASM1117為穩(wěn)壓芯片 。因?yàn)镵D9561的工作電壓為3.3V，因此必須通過(guò)ASM1117 3.3V的穩(wěn)壓芯片，把輸入的5V電壓降為3.3V的電壓輸出供給整個(gè)電路。 3.6 語(yǔ)音識(shí)別模塊 本電動(dòng)車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語(yǔ)音識(shí)別功

50、能。語(yǔ)音識(shí)別是通過(guò)凌陽(yáng)單片機(jī)SPCE061A來(lái)完成的，它能夠把車主預(yù)先訓(xùn)練的語(yǔ)音口令識(shí)別出來(lái)，然后啟動(dòng)電動(dòng)車。有了次功能，即使盜賊把車盜走，也沒(méi)法正常啟動(dòng)車輛，起到了很好的防盜效果。下面將分開介紹語(yǔ)音識(shí)別模塊主要的各個(gè)外圍電路的功能。 3.6.1SPCE061A基本電路 圖3.10 SPCE061A基本電路 如上圖所示為SPCE061A的基本工作電路，其包括復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、倍頻電路、功能鍵電路、下載端口電路以及各電壓輸入管腳的濾波電路等。特別注意的是，SPCE061A的復(fù)位電路為低電平復(fù)位，其功能與

51、AT89S52的復(fù)位電路一樣，都是重置單片機(jī)，使其從新開始執(zhí)行程序；時(shí)鐘電路使用的是11.0592MHZ的晶振，而倍頻電路是放大晶振的頻率，最大可以放到到49MHZ；功能鍵電路是給SPCE061A預(yù)留3個(gè)按鍵，以便其在擴(kuò)展功能時(shí)候使用；下載端口電路是模塊與電腦連接的部分，電腦通過(guò)串口線連接到此下載端口，然后把編譯好的程序下載至SPCE061A芯片中。 3.6.2電源穩(wěn)壓電路 圖3.11 電源穩(wěn)壓電路 如圖3.11所示為語(yǔ)音識(shí)別模塊的電源穩(wěn)壓電路，其中SPY0029為凌陽(yáng)公司自己生產(chǎn)的3.3V穩(wěn)壓芯片，其原理和使用方法與ASM1117類

52、似。SPCE061A的工作電壓是3.3V，因此電源穩(wěn)壓電路要把5V電壓通過(guò)SPY0029轉(zhuǎn)化為3.3V。由于語(yǔ)音識(shí)別模塊對(duì)電源的要求較高，因此在SPY0029的輸入和輸出端都加上了濾波電路。由上圖所示的電源電路，能給SPCE061A穩(wěn)定的、無(wú)雜波干擾的工作電壓。 3.6.3音頻輸入電路 圖3.12 音頻輸入電路 如上圖3.12所示為語(yǔ)音識(shí)別模塊的音頻輸入電路，此電路能通過(guò)MIC把聲音采集并傳送給SPCE061A。它是整個(gè)語(yǔ)音系統(tǒng)最基礎(chǔ)的部分，因?yàn)樗型獠康穆曇舳际峭ㄟ^(guò)音頻輸入電路的MIC來(lái)采集的，因此，此電路設(shè)計(jì)最大的要求是抗干

53、擾、抗雜波。 3.6.4音頻輸出放大電路 圖3.13 音頻輸出放大電路 如上圖3.13所示為語(yǔ)音識(shí)別模塊的音頻輸出放大電路，此電路的功能是把SPCE061A想要發(fā)出的語(yǔ)音信息通過(guò)揚(yáng)聲器播放出來(lái)。其中SPY0030是凌陽(yáng)公司自己生產(chǎn)的音頻放大芯片，功能相當(dāng)于LM386，但是它比LM386音質(zhì)要好，它可以工作在2.4V至6.0V的范圍內(nèi)，最大輸出功率可達(dá)700mW（LM386必須工作再4.0V以上，且其輸出功率只有100mW）。上圖中所示的精密電位器R21是用來(lái)調(diào)節(jié)輸出音量的大小。 3.7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 本次防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中

54、，通過(guò)電機(jī)啟動(dòng)來(lái)模擬電動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。在系統(tǒng)時(shí)，如果語(yǔ)音識(shí)別模塊能夠識(shí)別到正確的語(yǔ)音口令則給AT89S52單片機(jī)輸入一個(gè)高電平的識(shí)別信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)識(shí)別信號(hào)后，則觸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，即啟動(dòng)電動(dòng)車。但是由于單片機(jī)I/O口的驅(qū)動(dòng)力太弱，且電機(jī)的功率也比較大，因此單片機(jī)的I/O口不能直接與電機(jī)相連，需要通過(guò)一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要由L298N來(lái)控制。L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的電機(jī)。它可直接對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制而無(wú)

55、需隔離電路，通過(guò)單片機(jī)I/O口輸入改變芯片控制端的電平，即可對(duì)電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止等操作，非常方便。其電路如圖3.14所示 圖3.14 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路 如上圖3.14所示，ENA為高電平時(shí)，只要單片機(jī)I/O口分別給IN1和IN2高低電平，即可控制直流電機(jī)1的正反轉(zhuǎn)和停止。此模塊能夠補(bǔ)償單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力不足的缺點(diǎn)，是控制電機(jī)時(shí)必須使用到模塊。 3.8 GSM無(wú)線通信模塊 本防盜系統(tǒng)其中的一個(gè)功能是當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到異常振動(dòng)時(shí)，不但通過(guò)音效模塊發(fā)出報(bào)警聲，而且還通過(guò)GSM無(wú)線通信模塊發(fā)送警報(bào)短信至車主的手機(jī)上，一邊車

56、主及時(shí)了解電動(dòng)車的異常情況并作出及時(shí)的處理。GSM無(wú)線通信模塊使本防盜系統(tǒng)具備雙向防盜的功能。在本次設(shè)計(jì)中，發(fā)送短信的功能由TC35模塊來(lái)完成。 TC35是西門子公司的一款雙頻900/1800MHZ高度集成的支持中文短信息的工業(yè)級(jí)GSM模塊。TC35由供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口等6部分組成。作為TC35的核心基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。 TC35模塊有40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM

57、卡、控制和音頻接口。 （1）TC35的第1～5引腳是正電源輸入腳通常推薦值4.2V，第6～10引腳是電源地。11、12為充電引腳，可以外接鋰電池，13為對(duì)外輸出電壓(供外電路使用)，14為ACCU-TEMP接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護(hù)控制。15腳是啟動(dòng)腳IGT，系統(tǒng)加電后為使TC35進(jìn)入工作狀態(tài),必須給IGT加一個(gè)大于100ms的低脈沖,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò)1ms； （2）16～23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。TC35模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合ITU-T RS232

58、接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無(wú)校驗(yàn)位，波特率在300bps～115kbps之間可選，默認(rèn)9600。硬件握手信號(hào)用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集。其中18腳RxD0、19腳TxD0為TTL的串口通訊腳，需要和單片機(jī)或者PC通訊； （3）TC35使用外接式SIM卡, 24～29為SIM卡引腳，SIM卡同TC35是這樣連接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通過(guò)SIM卡閱讀器與TC35的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來(lái)檢測(cè)SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電

59、平，否則為低電平。TC35的第32腳SYNC引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長(zhǎng)情況，另一種是指示TC35的工作狀態(tài)，可用AT命令A(yù)T+SYNC進(jìn)行切換，本模塊使用的是后一種。當(dāng)LED熄滅時(shí),表明TC35處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng)LED為600 ms亮/600ms熄時(shí)，表明SIM卡沒(méi)有插入或TC35正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng)LED為75 ms亮/3s熄時(shí)，表明TC35已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)； （4）30、31、32腳為控制腳，其中30為RTC backup，31為Power down，32 為SYNC； （5）35～38為語(yǔ)音接口，35、36接揚(yáng)聲器放音。37、38可以直接接駐極體

60、話筒來(lái)采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負(fù)端）。 值得注意的是，TC35模塊的供電電壓如果低于3.3V會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。模塊在在發(fā)射時(shí)，電流峰值可高達(dá)2A。同時(shí)在此電流峰值時(shí)，電源電壓（送入模塊的電壓）下降值不能超過(guò)0.4V。所以該模塊對(duì)電源的要求較高，電源的內(nèi)阻必需小于200mΩ。TC35模塊的原理電路如圖3.15所示。 圖3.15 TC35模塊原理圖 如上圖3.15所示為本次設(shè)計(jì)防盜系統(tǒng)所使用的TC35 GSM無(wú)線通信模塊的原理圖，當(dāng)給模塊接通穩(wěn)定的電源后，按下15管腳的IGT觸發(fā)點(diǎn)火信號(hào)即可啟動(dòng)TC35，此時(shí)如果沒(méi)有插入SIM

61、卡，則連接32管腳的LED燈會(huì)進(jìn)入600 ms亮/600ms熄的狀態(tài)；如果已經(jīng)插入SIM卡且SIM已經(jīng)連接入網(wǎng)絡(luò)，則連接32管腳的LED燈會(huì)進(jìn)入75ms亮/3s熄的狀態(tài)，此時(shí)可以開始正常通信。TC35與單片機(jī)的連接很簡(jiǎn)單，只需把TC35的TXD、RXD和GND三個(gè)管腳與單片機(jī)的同名端相連，即可通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制TC35模塊的通信。在本次設(shè)計(jì)的防盜系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到異常振動(dòng)時(shí)，會(huì)由單片機(jī)控制TC35完成發(fā)送警報(bào)短信至車主手機(jī)的任務(wù)。 4 安裝與調(diào)試 4.1

62、 硬件制作中遇到的問(wèn)題及解決方法 在電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中遇到許多問(wèn)題，下面將來(lái)介紹這些問(wèn)題及它們的解決方法： （1）振動(dòng)傳感器模塊：在安裝振動(dòng)開關(guān)SW-18010P時(shí)，由于元件沒(méi)有垂直放置，而導(dǎo)致振動(dòng)開關(guān)處于輕微的導(dǎo)通狀態(tài)，指示燈一直處于發(fā)光的狀態(tài)。當(dāng)把SW-18010P垂直放置后，又由于控制模塊靈敏度的精密電位器沒(méi)有調(diào)節(jié)到合適的阻止，導(dǎo)致模塊的靈敏度很低，經(jīng)常不能檢測(cè)出振動(dòng)信號(hào)。當(dāng)把電位器接入電路的部分調(diào)制5.8K時(shí)，可以使模塊達(dá)到最佳的工作狀態(tài)； （2）無(wú)線遙控發(fā)射模塊：在設(shè)計(jì)原理電路時(shí)，由于在二極管和接地電阻之間接上一個(gè)LED指示燈，導(dǎo)致模塊在沒(méi)有按鍵按下時(shí)，PT2262

63、的10、11、12、13管腳也能夠收到0.7V的反向電壓，致使PT2262不正常工作。當(dāng)把LED指示燈接在按鍵與電源之間時(shí)，模塊可以消除以上的問(wèn)題而正常工作； （3）無(wú)線接收模塊：PT2272的振蕩電阻開始選擇的是430K，但是上電后，接收模塊一直不能正常接收信號(hào)，因此把振蕩電阻換為390K。當(dāng)換好390K的振蕩電阻后，接收模塊就能正常的接收到遙控器發(fā)出的控制信號(hào)； （4）音效報(bào)警模塊：在設(shè)計(jì)電路時(shí)直接使用單片機(jī)P2.0口的輸出電壓當(dāng)做KD9561的觸發(fā)工作電壓，但是因?yàn)閱纹瑱C(jī)驅(qū)動(dòng)力不足，KD9561和揚(yáng)聲器都不能正常工作。因此重新設(shè)計(jì)了一個(gè)音效報(bào)警模塊，通過(guò)使用單片機(jī)P2.0口的高電

64、平信號(hào)觸發(fā)繼電器吸合，使繼電器的5管腳與3管腳導(dǎo)通，令輸入5管腳的直流電源直接供給KD9561做為工作電壓。經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)的模塊，能夠正常的通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制并發(fā)出響亮的報(bào)警聲； （5）語(yǔ)音識(shí)別模塊：在設(shè)計(jì)語(yǔ)音功能之初，本打算使用LD3320語(yǔ)音模塊來(lái)完成語(yǔ)音識(shí)別的工作，但是LD3320的工作電壓和管腳輸入電壓均不得超過(guò)3.3V，而防盜系統(tǒng)的主控單片機(jī)AT89S52工作電壓為5V，它們之間的電平不匹配，致使LD3320模塊始終不能正常工作。經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，決定采用凌陽(yáng)公司的SPCE061A芯片來(lái)完成語(yǔ)音識(shí)別的功能。重新設(shè)計(jì)的由SPCE061A做為主控芯片的語(yǔ)音識(shí)別模塊，能夠完成語(yǔ)音口令的識(shí)別功能

65、，滿足本次設(shè)計(jì)的防盜系統(tǒng)的語(yǔ)音識(shí)別要求； （6）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：在本次設(shè)計(jì)中需要用電機(jī)來(lái)模擬電動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)即表示電動(dòng)車啟動(dòng)。由于電機(jī)要求的電流比較大，而單片機(jī)所能提供的電流比較小，不能滿足電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的要求，因此設(shè)計(jì)了由L298N組成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。重新設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)模塊能夠滿足單片機(jī)對(duì)電機(jī)正反轉(zhuǎn)和停止的控制，達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求； （7）GSM無(wú)線通信模塊：在本次設(shè)計(jì)中，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到振動(dòng)時(shí)，使用GSM無(wú)線通信模塊來(lái)發(fā)送警報(bào)短信至車主手機(jī)上。在設(shè)計(jì)之初，通過(guò)自己設(shè)計(jì)了一個(gè)電路并制作出實(shí)物圖，但由于手工制作的原因，GSM模塊一直不工作。通過(guò)購(gòu)買已經(jīng)制作好的工業(yè)級(jí)的GSM成品模塊，將其TX

66、D、RXD和GND與單片機(jī)連接后，能夠通過(guò)單片機(jī)控制模塊的正常通信，達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求。 4.2 軟件工作原理 4.2.1主控單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的主控單片機(jī)為AT89S52，其程序流程圖如圖4.1。 開始 初始化整個(gè)系統(tǒng) 并開啟TC35 判定條件 條件1 條件2 有鍵按下 識(shí)別結(jié)果 條件3 振動(dòng) 判斷鍵值 是否上鎖？ 是否上鎖？ N 鍵1 鍵2