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1、. . . . 本科毕业设计(论文)(2012届)论文题目 基于51单片机的智能门铃设计 (英文) The Design of Smart doorbell based on 51 single-chip 所在学院 电子信息学院 专业班级电气工程与其自动化 学生学号指导教师职称 完成日期 2012 年月日基于51单片机的智能门铃设计2012年4月摘 要随着科技的发展，智能门铃在生活中会越来越多，智能门铃替代门铃的主要方式有智能识别与无线通信功能。无线门铃的英文名称是wireless door phone或wireless doorbell，又称无线遥控门铃或遥控门铃。无线门铃是利用民用无线技术
2、（Zigbee、WIFI、 蓝牙、2.4G等）开发出来的一类门铃。一般的无线门铃有效传输距离约40米。近年来采用2.4G频率无线传输视频或语音信号，传输距离在无障碍环境下传输距离可达400米。无线门铃不需要布线，安装简单灵活，但是传输距离受传输距离和现场环境影响较大。有线门铃正好与之相反。本课题采用传统的电路设计方法，为设计智能门铃系统，首先从单片机外围电路、红外热释传感器电路、LED数码管电路、RS485通信接口电路以与电源供电电路对系统的硬件进行了设计；然后从主程序结构，显示程序与串行通信程序等方面介绍了智能门铃的软件设计；最后总结设计的经验与教训，进一步认识设计的不足方面。关键词：单片机
3、；A/D转换；LED数码管；智能门铃AbstractWith the development of science and technology, intelligent doorbell in life, more and more intelligent identification and wireless communication capabilities, the main way of the smart the doorbell alternative doorbell. The English name of the wireless doorbell of wireless
4、 door phone, or of wireless affordances are also known as a wireless remote control doorbell, or the remote control doorbell. The wireless doorbell is the use of civilian wireless technology (Zigbee, WIFI, Bluetooth, 2.4G, etc.) developed a doorbell. The wireless doorbell effective transmission dist
5、ance of about 40 m. In recent years, using the 2.4G frequency wireless transmission of video or voice signals, the transmission distance transmission distance up to 400 meters in a barrier-free environment. Wireless doorbell does not require wiring, installation is simple and flexible, but the trans
6、mission distance by the transmission distance and on-site environmental impact. Wired doorbell just the opposite.This topic using the traditional circuit design method for the design of intelligent doorbell system, the first single-chip peripheral circuits, infrared pyroelectric sensor circuit, LED
7、digital control circuit, RS485 communication interface circuit and power supply circuit, the hardware of the system, the design; from the main structure, procedures and serial communication program introduces the software design of intelligent doorbell; sum up experiences and lessons of the design,
8、and a better understanding of the deficiencies in the design.Key Words: MCU；A/D conversion chip；LED；Intelligent doorbell目 录摘 要3ABSTRACT41 引言11.1 本课题的研究意义与背景11.2 智能门铃的设计要求11.3 研究的主要容22智能门铃的设计方案32.1 系统的方案分析32.2 单片机的选型32.3 热释红外42.4 显示方案42.5 A/D转换方案53 硬件设计63.1 硬件设计63.2 AT89C51单片机73.2.1 AT89C51的引脚73.2.2
9、AT89C51的时钟电路83.2.3 AT89C51的复位电路93.3 ADC0809电路103.3.1 A/D转换器芯片ADC0809简介103.3.2 MCS-51单片机与ADC0809的接口133.4 热释红外电路133.4.1 热释红外线传感器RE200B143.4.2 菲涅尔透镜153.4.3 电路组成框图153.4.4 电路结构组成与原理分析163.5 显示电路163.6 按键电路173.7 通信电路183.8 门铃设计184 系统程序设计204.1 设计思路与流程图204.2 显示子函数204.3 模/数转换测量子函数204.4 按键扫描函数214.5数据处理程序254.6通信程
10、序265 系统调试和功能测试285.1 系统硬件调试285.2 系统软件调试286 结束语30致31参考文献32附录 一33附录 二34 / 1 引言1.1 本课题的研究意义与背景随着电子技术、微电子技术的飞速发展，微型计算机发展很快，单片机技术成为自动控制技术的核心之一。单片机作为计算机的一个独特的分支，它是在一块芯片上集成了多种功能部件所构成的一台完整的、具有一定功能的单片微型计算机。它打破了典型微型计算机按逻辑功能划分芯片结构的传统概念，以其体积小，功能强，性能价格比高等优点广泛应用于诸多领域，如工业控制系统、智能化仪表、数据采集系统等，单片机技术的开发和应用水平已逐渐成为一个国家工业发
11、展水平的标志之一。智能门铃区别于普通门铃，在于它的智能化，相比其他门铃，增加了人员识别，密码解锁，无线等功能。无线门铃的英文名称是wireless door phone或wireless doorbell，又称无线遥控门铃或遥控门铃。无线门铃是利用民用无线技术（Zigbee、WIFI、 蓝牙、2.4G等）开发出来的一类门铃。一般的无线门铃有效传输距离约40米。近年来采用2.4G频率无线传输视频或语音信号，传输距离在无障碍环境下传输距离可达400米。无线门铃不需要布线，安装简单灵活，但是传输距离受传输距离和现场环境影响较大。有线门铃正好与之相反。1.2 智能门铃的设计要求可靠性：系统应保证长期安
12、全的运动。系统中的硬软件与信息资源应满足可靠性设计要求。安全性：系统应具有必要的安全保护和措施。抗干扰性：系统应具有较强的抗干扰性，对各类用户的误操作应有提示或自动消除能力。适应性：系统应对不断发展和完善的统计核算方法、调查方法和指标体系具有广泛的适应性。可扩充性：系统中的硬软件应具有扩充升级的余地，不可因硬软件扩充、升级或改型而使原有系统失去作用。实用性：注重采用成熟而实用的技术，使系统建设的投入产出比最高能产生良好的社会效益和经济效益。先进性：在实用的前提下，应尽可能跟踪国外最先进的计算机硬软件技术、信息技术与网络通信技术，使系统具有较高的性能指标。易操作性：贯彻面向最终用户原则，使用户操
13、作简单直观，易于掌握。1.3 研究的主要容本课题旨在设计一个智能门铃系统，具有人员识别功能，按键解锁等功能，还可以进行无线信号传输，实现智能无线门铃系统设计。实现功能如下：能够根据门铃前是否有人，来决定门铃想闹时间，当人走开始，门铃自动停止响闹；能够通过按键进行人机交换信息；能够通过天线进行远程响闹等。论文的主要安排如下：第一章， 介绍课题研究背景，门铃设计准侧等，最后总结了研究容。第二章， 系统总体设计，以与各部分选型设计。第三章， 系统具体硬件设计，包括单片机外围电路设计，显示电路设计，红外采集电路设计等等。第四章， 系统软件设计，系统总体流程图设计，采集软件设计，按键扫描与LED数码管显
14、示等。第五章， 系统调试。第六章， 总结。2 智能门铃的设计方案2.1 系统的方案分析 智能门铃系统 门铃AT89C51单片机控制电路ADC0809红外热释LED数码管485接口电路与天线图2.1 智能门铃的结构框图如图2.1所示，本系统包含AT89C51单片机与其控制电路，红外数据采集模块（红外热释与ADC0809），显示电路，以与远程数据传输模块，与门铃。单片机与其控制电路：主要实现各部分电路控制，以与数据核心处理。远程数据传输模块：主要实现门铃信号进行远程数据传输。LCD电路：主要提供信息提示等。门铃：实现通报功能。2.2 单片机的选型在本设计中单片机是系统的控制核心，因此，单片机的选择
15、，对于所设计系统的实现以与功能的扩展有着很大的影响。单片机种类很多，在众多51系列单片机中，较为常用的是ATMEL 公司的AT89C51单片机。AT89C51片4KROM是Flash工艺的，使用专用的编程器自己就可以随时对单片机进行电擦除和改写，片有128字节的RAM。AT89C51已满足本次设计的要求，同时我们对于这个单片机芯片也较为熟悉，因此，在本次设计中选用了ATMEL 公司的AT89C51单片机。2.3 热释红外本文采用RE2000B构成热释红外传感器，热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性
