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基于单片机的电子门铃设计.doc

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.41M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    课 程 设 计 2010——2011 学年 第 一 学期 设 计 名 称： 基于单片机的电子门铃设计 学 生 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 院 、 系 ： 信息工程学院 教 研 室： 电 子 信 息 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、了解单片机的内部功能模块的应用。 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。 设计内容： 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(1／f) ，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 内部定时器 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=1／392=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，内部 除CPU外，还包括128字节RAM，4个8位并行I／O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，片内集成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，1／4拍就是0.1s，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。 假设1／4拍为1DELAY，则1拍应为4 DELAY，以此类推。所以只要求得1／4拍的 DELAY时间，其余的节拍就是它的倍数。1／4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ＳＯ 低ＬＡ 低ＴＩ 中ＤＯ 中ＲＥ 中ＭＩ 中ＦＡ 中ＳＯ 中ＬＡ 中ＴＩ 高ＤＯ 高ＲＥ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ Ａ Ｂ Ｃ ３９２ ４４０ ４９４ ５２３ ５８７ ６５９ ６９８ ７８４ ８８０ ９８８ １０４６ １１７５ ６４２６０ ６４４００ ６４５２４ ６４５８０ ６４６８４ ６４７７７ ６４８２０ ６４８９８ ６４９６８ ６５０３０ ６５０５８ ６５１１０
    高ＭＩ 高ＦＡ 高ＳＯ 不发音 Ｄ Ｅ Ｆ ０ １３１８ １３９７ １５６８ ６５１５７ ６５１７８ ６５２１７ 表２ 节拍码及节拍数 节拍码 节拍数 １ ２ ３ ４ ５ ６ ８ Ａ Ｃ Ｆ １／４拍 ２／４拍 ３／４拍 １拍 １又１／４拍 １又１／２拍 ２拍 ２又１／２拍 ３拍 ３又３／４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。主程序流程图如图2所示。
    Ｎ Ｙ Ｙ Ｙ Ｎ Ｎ 图２ 定时器TO中断服务程序流程图如图3所示。
    仿真界面如下： 图３ 00H START ORG TIM0 0BH 源程序： ORG JMP LJMP START：MOV IE，#10000010B MOV JB P3.5， $ CALL DELAY1 TMOD，#00000001B ；初始化程序 ；主程序
    JNB MOV P3.5， $ 31H，#00 START0： 30H，#SONG A，30H DPTR，# TABLE A，#0FH A，#0FH R2，A END0 R5，A A，R2 SING TR0 D1 MOV NEXT： MOV MOV MOVC A，@A+DPTR MOV JZ ANL MOV MOV SWAP A ANL JNZ CLR JMP SING： DEC MOV RL MOV MOVC A，@A+DPTR MOV MOV MOV RL INC MOVC A，@A+DPTR MOV MOV SETB TH0，A 21H，A A，22H A A TL0，A 20H，A TR0 A 22H，A A DPTR，#TABLE D1： CALL DELAY A，#00H 30H NEXT TR0 A，31H INC JMP END0： CLR MOV XRL END1 JNZ P3.5，$ JB CALL DELAY1 P3.5，$ JNB INC 31H 30H，#SONG1 MOV JMP NEXT END1： MOV A，31H
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