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1、福建工程学院电子系设计说明书电子科学 0701小组成员：音乐门铃设计说明书一摘要本次设计为一个简单的音乐门铃，其电路结构简单，用到的元器件较少，成 本较低，主要功能由程序实现，此门铃用常见 51 单片机实现音乐播放的功能 在单片机应用中，可靠性是首要因素为了扩大单片机的应用范围和领域，提高 单片机自身的可靠性是一种有效方法。近年来，单片机的生产厂家在单片机设 计上采用了各种提高可靠性的新技术.该设计以AT89S51为芯片组成的一个音乐门铃方案，AT89S51是由ATMEL公司 推出的一种小型单片机。其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成 本，其软件、硬件与 MCS-51 完全兼容，
2、可以很快被广大用户接受，其程序的 电可擦写特性，使得开发与试验比较容易。选择AT89S51单片机，通过T0定时中断，并配合P1.0引脚输出音频频率；P1.0接扬声器；通过 P3.4 引脚接入“播放音乐”按键，中断方式接入。二：设计原理音乐门铃的硬件电路由 6个部分组成：单片机、时钟与复位电路、选择按键输 入电路、音频放大器和扬声器，液晶显示器。音乐门铃的硬件电路设计框图如 下。时钟与复位电路单音频放大f 扬声器片机选择按键输入LCD液晶显示器利用单片机内部定时器/计数器0与P1.0引脚配合，构成音频发生器，LM386与 R3,R4,C4 和 C5 组成音频放大器，驱动扬声器输出。选择按键通过
3、P3.4 引 脚接入，可以工作在查询方式，也可以工作在中断方式。器件中的参数选择可 以参考硬件电路原理图中的值。三 : 原理图如下：LCD1LM016L CO Q LU ” c A A岁号畧密隹山吕召茗岩岩占 C1PSENALE EAP1.0 P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7XTAL1XTAU2RSTPO.O/ADO P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/ADG P0.7/AD7P2.Q/A8P2.19P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/R
4、XDP3.1/DCDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/TUP3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD-O HiHiulHiAT89S51 单片机定时器的工作原理:单片机 AT89C2051 有 2 个定时器 T0、T1, 它们有4 种工作方式, 分别是工作方 式 0 、工作方式 1 、工作方式 2 、工作方式 3, 除方式 3 外 ,T0 和 T1 有完全相 同的工作状态。工作方式 0 为 13 位工作方式, 即最大的计数次数为 213；工作 方式为 16 位工作方式, 即最大的计数次数为 216；工作方式 2 为 8 位工作方式, 即最大的计数次数为工作方式为位工作方式, 即最大
5、的计数次数为 28；对于工 作方式3只适合于定时器0。在单片机的特殊功能寄存器中有6个寄存器（TH1、 THO、TL1、TL0、TMOD、TCON）是用来控制单片机的定时器的，通过编程对这些 特殊功能寄存器的读写就可以控制单片机的两个定时器 T0、 T1。 TH0、 TH1 是 分别用来存放定时器0和定时器1的计数初值的高8位,TLO、TL1是分别用来 存放定时器0和定时器1的计数初值的低8位。TMOD是用来设定定时器的工作 状态, TCON 中有定时器的标志位, 单片机可以根据这些标志位来查询定时器 的工作状态。AT89S51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的
6、可反复 擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）, 器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指 令系统，片内置通用8位中央 处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89S51 单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89S51有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2 个外中断口， 3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口， 2 个读写 口线， AT89S51 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微 处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Fl
7、ash存储器可有效 地降低开发成本。AT89S51有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式主要功能特性：兼容MCS51指令系统8k可反复擦写（1000次）Flash ROM32个双向I/O 口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能四: 音乐门铃的软件设计利用单片机的内部定时器/计数器0，使其工作在模式1，定时中断，然后控制 P1.0引脚的输出每次取反，就可以在P1.0的引脚输出相应的方波频率。改变 计数初值就可以
8、改变频率。即要产生音频输出方波，首先要算出某一音频的周 期，然后将此周期除以 2，得到半个周期的时间。定时器的定时时间等于半个 周期，定时时间到就将输出脉冲取反，重复上述过程，就可在 P1.0 脚上的某 一音频的脉冲。(1) 程序流程图设计程序及说明：ORG00H；主程序起始地址LJMPSTART；跳至主程序ORG0BH；TIMER0 中断起始地址LJMPTIM0；跳至 TIMER0 中断子程序START:CLRP1.5；将 1.5 脚置 0MOVP2， #00H；将 P2 口清 0MOVTMOD,#00000001B；设 TIMER0 在 MODE1MOVIE,#10000010B; 中断使
9、能JBP3.4,$；第一次按 T0?CALLDELAY1；消除抖动JNBP3.4,$；T0 放开？MOV31H,#00；按 T0 次数计数指针初值为 00HSTART0:ACALLYEJING；调用液晶显示子程序MOV30H,#LOW SONG；取简谱码指针NEXT:MOVA,30HMOVDPTR,#TABLEMOVCA,A+DPTR；至相关页取码，高 4位为音符的高低MOVR2,A；低四位为音符的节拍JZEND0；检查简谱码是否已经结束ANLA,#0FH；取节拍MOVR5,A；存入R5,节拍的时间MOVA,R2SWAPAANLA,#0FH；取音频（高 4 位）JNZSING；是否为 0 ,是
10、 0 则不发音CLRTR0LJMPD1SING:DECA；因 0 不列入MOV22H,A；存入（22H）RLA； 乘 2MOVDPTR,#TABLEMOVCA,A+DPTR；至 TABLE 取码,取 T 的值MOVTH0,A；取到的高位字节存入 TH0MOV21H,A；取到的高位字节存入（ 21H）MOVA,22H；再载入取到的音符码RLA；乘 2INCA；加 1MOVCA,A+DPTR；至 TABLE 取相对的低位字节计数值MOVTL0,A；取到的低位字节存入 TL0MOV 2FH,#00110001；把液晶显示器代码 1放入 2F 地址中MOV20H,A；取到的低位字节存入（20H）SET
11、BTR0； 启动 TIMER0D1:CALLDELAYINC30H；取简谱码指针加 1LJMPNEXTEND0:CLR TR0；停止计数器MOVA,31H；载入记次指针XRLA,#00H；是否按第一次JNZEND1；不是则跳至 END1JBP3.4,$；按第二次？CALLDELAY1；消除抖动JNBP3.4,$；放开否？INC31H；记次地址（31H）加1MOV2FH,#00110010H;把代码2放入2FH地址中ACALLYEJING；调用液晶显示子程序MOV30H ,#LOW SONG1；第二首歌指针LJMPNEXTEND1:MOVA,31H；载入计次指针XRLA,#01H；是否按第二次J
12、NZEND2；不是则跳至 END2JBP3.4,$；按第三次？CALLDELAY1；消除抖动JNBP3.4,$；放开否？INC31H；计次地址（31H）加1MOV2FH,#00110011B;将代码3放入2FH地址中ACALLYEJING；调用液晶显示子程序MOV30H,#LOW SONG2；第三首歌指针LJMPNEXTEND2:MOVA,31H；载入计次指针XRLA,#02H；是否按第三次JNZEND3；不是则跳至 END3JBP3.4,$；按第 4 次？CALLDELAY1；消除抖动JNBP3.4,$；放开否？INC31H；计次地址（31H）加1MOV 2FH,#00110100B；将代码
13、 4 放入 2FH 地址中ACALLYEJING；调用液晶显示子程序MOV30H,#LOW SONG3；第四首歌指针LJMPNEXTEND3:MOVA,31H；载入计次指针XRLA,#03H；是否按第 4 次JNZEND4；不是则跳至 END4JBP3.4,$；按第 5 次？CALLDELAY1；消除抖动JNBP3.4,$；放开否？INC31H；计次地址（31H）加1MOV2FH,#00110101B；将代码 5 放入 2FH 地址中ACALLYEJINGMOV30H,#LOW SONG4；第五首歌指针LJMPNEXTEND4:MOVA,31H；载入计次指针XRLA,#04H；是否按第 5 次JNZEND5；不是则跳至 END5JBP3.4,$；按第6 次？CALLDELAY1；消除抖动JNBP3.4,$；放开否？INC31H；计次地址（31H）加1MOV2FH,#00110110BACALLYEJINGMOV30H,#LOW SONG5；第六首歌指针LJMPNEXTEND5:LJMPSTART；回到第一次位置TIM0:PUSHACC
