基于单片机的门铃设计

课程论文

题目:基于单片机的门铃设计

学生姓名：

学生学号:

系别：电子工程学院

专业: 通信工程

年级:

任课教师：

基于单片机的门铃设计

电子工程学院通信工程专业

1绪论

１.1课题背景

在现代电子产品中，“叮咚”门铃以它成本低,方便快捷等优点占据了很大的市场空间。本课程设计是基于单片机的“叮咚”门铃，通过单片机控制输出频率，由音频功率放大器ＬM38６放大给扬声器，使之发出叮咚声。虽然功能简单，但是由于其操作简单得到了广泛的应用。

主要技术指标是当按下开关SP1,AT89Ｃ51单片机产生“叮咚”声从P1.0端口输出到LM３８6，经过放大之后送入喇叭。

１．2总体方案设计

针对本课题的设计任务,进行分析得到：本次设计是利用单片机实现对扬声器发声的,控制采用按钮操作,ＡT89Ｃ5１单片机进行控制，由音频功率放大器进行放大，最后使扬声器发出“叮咚”声音。

图1 “叮咚”门铃总体设计框图

该直流电机调速系统的设计在总体上分为以下几个部分：单片机控制部分;音频

功率放大器部分；扬声器输出部分。

2系统主要硬件电路设计

２．１单片机主机系统电路

本设计采用AT8９Ｃ51单片机,ＡT89C51是一种带4K字节ＦLASH存储器的低电压、高性能CMＯS 8位微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1０00次。该器件采用ＡＴMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCＳ－５1指令集和输出管脚相兼容。

AT89C５1 提供以下标准功能:4k 字节Flash 闪速存储器，1２8字节内部ＲAM，32 个I/O 口线,两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。空闲方式停止CPＵ的工作,但允许RＡＭ，定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

图2 AT89Ｃ51内部结构原理图

.

图３ AT89C51管脚图

AT８9Ｃ51各引脚功能介绍：

ＶCC：ＡＴ89C51 电源正端输入,接+５V。

VSS：电源地端。

ＸTAL１：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。

XTAＬ2:系统时钟的反相放大器输出端。

ＲESＥT：AT８9C５1的重置引脚，高电平动作。

ＥA/Vpp:"EA"为英文"Externaｌ Accｅss＂的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，)。

ＡLE/ＰRＯＧ：AＬＥ是英文＂Addrｅss Latch Ｅｎable＂的缩写，表示地址锁存器启用信号。

PSＥN:此为"Program Store Eｎａble＂的缩写，其意为程序储存启用。

PＯRＴ0（P0．0~P0.7）：端口０是一个8位宽的开路汲极（Open Draiｎ)双向输出入端口,共有8个位，P０.0表示位０,Ｐ0．1表示位1，依此类推。其他三个I／O 端口（P1、P2、Ｐ3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路,P０在当做I／O 用时可以推动8个LS的TＴL负载

POＲT2（P2.0~P2.7）：端口２是具有内部提升电路的双向I／O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTＬ负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。Ｐ2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89C5１扩充外接程序存储

器或数据存储器时,也提供地址总线的高字节Ａ8～A15，这个时候P2便不能当做I／O来使用了。

PＯRT1（P１.0~P1.7)：端口１也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个ＬS ＴTL负载,同样地若将端口１的输出设为高电平,便是由此端口来输入数据。

PORT3（Ｐ3.0～Ｐ３.7）：端口3也具有内部提升电路的双向Ｉ/O端口,其输出缓冲器可以推动4个TＴＬ负载,同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能

2.2 音频放大模块

本模块主要采用LM３86来实现其功能，LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。为使外围元件最少，电压增益内置为２０。但在１脚和８脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至２00。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在６V 电源电压下,它的静态功耗仅为24mW，使得LM3８6特别适用于电池供电的场合。

图4 音频放大模块

2.3 扬声器电路

通过如图５的设计可以实现对扬声器发声的控制，该电路通过电容器,电容,电阻

等实现了对扬声发声的控制。

图5 扬声器电路

3系统软件设计

3.１设计思路

1．我们用单片机实定时/计数器Ｔ0来产生７0０ＨZ和５０0HZ的频率,根据定时/计数器Ｔ0,我们取定时2５0us，因此，7０0HＺ的频率要经过3次２5０us的定时，而500HＺ的频率要经过4次２50ｕｓ的定时。

信号产生的方法：５00Hｚ信号周期为２ms，信号电平为每1mｓ（4X250us)变反1次,

2.在设计过程,只有当按下ＳP1之后，才启动T０开始工作,当T0工作完毕，回到最初状态。

3.“叮”和“咚”声音各占用0.５秒,因此定时/计数器T0要完成0.５秒的定时,对于以2５0uｓ为基准定时2０0０次才可以。

图6 主程序流程图 该流程图是“叮咚”门铃系统设计,通过单片机的初始化判断按钮是否按下，通过单片机系统进行控制,使扬声器发出“叮咚”声音。

T ０中断程序框图

YES

图7 T0中断服务程序框图

3.2仿真电路图

NO

NO

图8 仿真电路图4程序设计

４.1程序源代码设计

具体代码实现

＃inｃｌude

unsignｅd chａｒｔ5ｈz;

ｕnｓigｎｅd chａr t7hz;

ｕｎｓigneｄｉnｔtｃnｔ;

ｂit ｓtop;

ｂit flａg;

voｉd maｉn(voiｄ）

{

unsｉgｎeｄcharｉ，j；

--

TMOD=0x0２;

TH0=0ｘ０6;

ＴL0=０x06;

ＥT0=1;

ＥA＝１;

while(1)

{

iｆ(P3_7==０)

｛

ｆor(i=10;i>0;i-－)

for（j＝248;j＞0;ｊ－-)；

if（Ｐ３_7＝＝0)

{

t5ｈz=0;

t７hz＝0；

tcｎt=0;

fｌag=０;

stop=０;

TR０=１；

wｈile(sｔoｐ＝＝0);

｝

}

}

}

vｏid t０(void) interrupt1using０{

tcnt++;

if(tｃnｔ==2０00)

｛

ｔｃnt=０;

if（flag＝＝０)