《课程设计（论文）-基于单片机的门铃设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计（论文）-基于单片机的门铃设计（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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： 成绩第 1 页 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、.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。单片机AT89C51按钮晶振电路音频放大器扬声器图 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；音第 2 页 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
3、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I/O存储器E
4、PROM/ROM定时/计数器运算器控制器中断CPU片内振荡器 RAM/SFP并行口存储器扩展控制器串行口XTAL第 3 页 .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
5、号。PSEN：此为Program Store Enable的缩写，其意为程序储存启用。PORT0（P0.0P0.7）：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（P2.0P2.7）：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
6、端口来使用。P2 除了当做一般 I/O 端口使用外，若是在 AT89C51 扩充外接程序存储第 4 页 器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节 A8A15，这个时候 P2 便不能当做I/O 来使用了。PORT1（P1.0P1.7）：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（P3.0P3.7）：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
7、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 第 5 页 通过如图
8、 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
9、”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。第 6 页 开始T0 初始化T0 开中断启动 T0 工作T0 工作完毕否？SP1 按下否？YESNOYESNO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。T0 中断程序框图第 7 页 T0 中断入口T05S=0，Flag 取反T05S 加 1中断返回P1.0 取反T5HZ=0T7HZ=0Flag=0T7HZ 加 1 T5HZ 加 1Flag=1T05S=2000 吗？
10、T7HZ=3 吗？ T5HZ=4 吗？NOYESNOYESYESNO图 7 T0 中断服务程序框图3.2 仿真电路图第 8 页 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 char t5hz;unsigned char t7hz;unsigned int tcnt;bit stop;bit flag;void main(void)unsigned char i,j;第 9 页 TMOD=0x02;TH0=0x06;TL0=0x06;ET0=1;EA=1;while(1)if(P3_7=0)for(i=10;i0;i-)for(j=248;
11、j0;j-);if(P3_7=0)t5hz=0;t7hz=0;tcnt=0;flag=0;stop=0;TR0=1;while(stop=0);void t0(void) interrupt 1 using 0tcnt+;if(tcnt=2000)tcnt=0;if(flag=0)第 10 页 flag=flag;elsestop=1;TR0=0;if(flag=0)t7hz+;if(t7hz=3)t7hz=0;P1_0=P1_0;elset5hz+;if(t5hz=4)t5hz=0;P1_0=P1_0;4.2 调试分析 硬 件 调 试第 11 页 本 课 设 的 硬 件 调 试 主 要 是
12、对 Proteus 进 行 调 试 。 在 Proteus 界 面 中 连 好 电 路 图 后 ，运 行 时 可 能 会 出 现 没 有 反 映 ， 这 就 需 要 检 查 单 片 机 的 引 脚 与 音 频 功 率 放 大 器 的 引 脚 接的是 否 正 确 ， 即 使 有 一 个 接 的 不 对 也 不 会 出 现 结 果 。 还 有 就 是 元 器 件 的 选 择 也 很 重 要 ，由于 软 件 中 所 带 的 型 号 比 较 多 ， 所 以 要 选 择 适 合 本 次 课 设 所 用 到 的 型 号 ， 这 样 才 会 出 现理 想 的 效 果 。 软 件 调 试在 软 件 调 试 中
13、 ， 本 课 题 选 用 keil 软 件 进 行 调 试 。 程 序 的 编 写 很 重 要 ， 本 次 课 设 的系 统 编 程 是 采 用 汇 编 语 言 完 成 的 。 软 硬 件 联 调在 完 成 程 序 的 编 写 和 硬 件 的 搭 接 后 ， 需 要 对 程 序 和 硬 、 软 件 进 行 联 合 调 试 。 调 试的 过 程 就 是 检 查 程 序 的 运 行 方 式 和 结 果 是 否 与 设 计 要 求 相 一 致 ， 如 在 调 试 的 过 程 中 发现 错 误 ， 需 要 检 查 程 序 编 写 的 引 脚 与 硬 件 连 接 的 引 脚 是 否 一 致 ， 以 及
14、检 查 加 载 的 程 序是 否 相 对 应 。 以 达 到 最 佳 的 效 果 。5 系统仿真5.1 PROTEUS 简介Proteus 软 件 是 英 国 Labcenter 公 司 开 发 的 电 路 分 析 与 仿 真 软 件 。 它 集 原 理 图 设 计电 路 分 析 、 仿 真 和 PCB 设 计 于 一 体 ， 配 有 各 种 信 号 源 和 电 路 分 析 所 需 的 虚 拟 仪 表 ； 具有 模 拟 电 路 、 数 字 电 路 、 单 片 机 应 用 系 统 、 嵌 入 式 系 统 设 计 与 仿 真 功 能 。 基 于 Proteus的 电 子 电 路 设 计 从 根 本
15、 上 克 服 了 传 统 电 子 产 品 设 计 中 没 有 物 理 原 型 就 无 法 对 系 统 进 行测 试 ， 没 有 系 统 硬 件 就 很 难 对 软 件 进 行 调 试 的 缺 点 。Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机 CPU 的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。5.2 系统仿真第 12 页 图 9 系统仿真图第 6 章 总结通过这次的设计，我不仅学到了许多新东西，而且巩固了以前所学的知识以及书上没有学到过的知识。在设计中掌握课程，具有很强的实用性，真正做出一个实际的作品比我们做很多道题更具有生动性。第一次从白纸一样开始自己设计，起初我还害怕做不出东西来，这次单片机设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从
