基于单片机的电子门铃设计说明.doc
设 计 名 称： 基于单片机的电子门铃设计设计目的：1、动手焊接单片机硬件电路板,增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解。2、了解单片机的部功能模块的应用。3、了解和掌握单片机应用系统的硬件设计和制作过程、方法及实现。设计任务：1、了解单片机的组成结构,设计相关电路原理图；2、根据原理图焊接硬件电路。3、实现所要求的功能。设计要求：1、要求理解单片机的组成结构；2、根据给出的主要芯片,设计相关电路原理图；3、焊接电路板,检测并调试。设计目标：1、设计相关电路图；2、焊接电路板；3、检测并调试。设计容：传统的电子音乐门铃通常采用分立元件或专用的音乐IC制作。本文介绍一个用AT89C51单片机设计的电子音乐门铃,仅需AT89C51单片机最小系统再加一片LM386做音频小功放驱动扬声器发声。客人来访时,按一下按钮,门铃就会奏出优美的电子音乐声；再按一下,门铃又会奏出下一首电子音乐声音共可以奏出六首不同旋律的歌曲。设计原理： 音乐是由音符组成,不同的音符是由相应频率的振动产生。产生不同的音频需要有不同固定周期的脉冲信号。要产生音频脉冲,只要算出某一音频的周期T<1f>,然后将此周期T除以2,即为半周期的时间。我们利用单片机的部定时器TO,使其工作在计数器模式MODEl下初始化适当的计数值THO及TLO以计时这个半周期时间。每当计时时间到后就将输出脉冲的P1.0口反相。然后重复计时此半周期时间,再对P1.0口反相,就可在单片机Pl.0引脚上得到此频率的脉冲。P1.0引脚脉冲接LM386作音频功放,然后辅出到扬声器,从而发出美妙的乐音。例如设单片机晶振为12MHz,每计数一次用时1µs。我们要产生f低音DO,其频率为392Hz,周期T=1392=2551µs,半周期时间为1276µs。因此计数器应每计数1276次时将P1.0口反相,即计数初值应设定为<THxTLx>=一1276=64260,就可得到低音D0。P3.5口作为控制门铃的按钮,每按一次,产生的电子乐音就改变一次,按完6次,再重复循环。6首歌曲分别为生日快乐、两只老虎、三只小猫、哈巴狗、不倒翁、妹妹背着洋娃娃。硬件电路设计：系统以AT89C51单片机为核心,加上外围电源时钟电路、LM386功放电路及扬声器电路组成。AT89C51是一种低功耗低电压、高性能的8位单片机,部除CPU外,还包括128字节RAM,4个8位并行IO口,5个中断优先级,2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,片集成4K字节可改变程序Flash存储器,具有低功耗、速度快、程序擦写方便等优点,完全满足本系统设计需要。系统通过P1.0连接功放电路从而驱动扬声器放出电子声乐,P3.5口连接门铃按键。此电子音乐门铃的电路连接图如下图1所示。软件设计：首先建立音乐,把音乐的音符找出,建立各个音符的定时常数T值表,如表1所示。编写程序时我们把T值表按顺序建立在"TABLE"。每个发音符使用1个字节,字节的高4位<简谱码>代表音符的高低,低4位<节拍码>代表音符的节拍。如果l拍为0.4s,14拍就是0.1s,只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设14拍为1DELAY,则1拍应为4 DELAY,以此类推。所以只要求得14拍的DELAY时间,其余的节拍就是它的倍数。14拍的延时时间在此我们设为125ms,节拍码如表2所示。音符节拍码编程时放在程序的最后面"SONGx"处。 表 1 音符对应的简谱码、频率、定时常数音符简谱码频率Hz定时常数T低低低中中中中中中中高高高高高不发音表节拍码及节拍数节拍码节拍数拍拍拍拍又拍又拍拍又拍拍又拍本系统采用MCS-51汇编语言编程。软件程序由主程序、定时器TO中断服务程序和延时子程序组成。系统初始化后,系统扫描按键<P3.5口的电平>判断是否有键按下,有键按下时,根据按下键的次数,向音频字符码指针赋以不同歌曲的地址,通过定时器TO中断子程序使P1.0口输出相应频率的音频脉冲,以达到发声目的。仿真界面如下：源程序：ORG0000HLJMPMAINORG001BLJMPTIM1MAIN:MOVTMOD,#10HSETBET1SETBEAMAIN1:MOV60H,#00HNEXT:MOVA,60HMOVDPTR,#SONGMOVCA,A+DPTRMOVR1,AJZSTOPANLA,#0FHMOVR6,AMOVA,R1SWAPAANLA,#0FHJNZSINGCLRTR1AJMPDTSING:DECAMOV22H,ARLAMOVDPTR,#TABLEMOVCA,A+DPTRMOVTH1,AMOV21H,AMOVA,22HRLAINCAMOVCA,A+DPTRMOVTL1,AMOV20H,ASETBTR1DT:LCALLDELAYINC60HAJMPNEXTSTOP:CLRTR1AJMPMAIN1TIM1:PUSHACCPUSHPSWMOVTH1,21HMOVTL1,20HCPLP1OPOPPSWPOPACCRETIDELAY:MOVR5,#2D2:MOVR4,#187D3:MOVR3,#248DJNZR3,$DJNZR4,D3DJNZR5,D2DJNZR6,DELAYRETTABLE:DW64260644006452464580DW64684647776482064898DW64968650306505865110DW651576517865217SONG:82H01H81H94H84H 0b4H0A4H04H 82H01H81H94H84H 0C4H0B4H04H ;2 82H01H81H0F4H0D4H 0B4H0A4H94H 0E2H01H0E1H0D4H0B4H0C4H0B4H04H00HEND
