单片机课程设计简易门铃.docx
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单片机课程设计简易门铃
单片机课程设计论文
设计题口:
基于单片机的简易门铃的设计
学院:
汽车学院
班级:
电气工程及其自动化3班
成员名单:
摘要:
本文设计了一种基于单片机的“叮咚”门铃,主要有键盘,音频功率放大器,AT89C51单片机,扬声器等构成,通过单片机定时/计数器TO来产生700Hz和500Hz的频率来使扬声器发出“叮咚”声音。
1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。
2主要技术指标是当按下开关SP1,AT89S51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。
关键词:
AT89C51单片机;扬声器;频率;
一、设计任务及方案分析……4
1、设计任务及要求.…..4
2、总体方案设计.…..4
二.芯片功能简介
三、硕件系统电路设计.•••8
1、系统板上硬件连线...8
2、硬件连接图及其电路仿真...9
四、软件编程调试及性能分析……..10
1、程序流程图…10
2、汇编源程序12
五、总结…13
参考文献14
谢辞14
一、设计任务及方案分析
1、设计任务及要求
当按下开关SP1,单片机产生“叮咚”声从P1.0端口输出到经过放大之后送入喇叭。
具体实施如下:
(1)按以上要求制定设汁方案,并绘制出系统工作框图,绘制程序流程图;
(2)按要求设计单片机的外用电路,给出电路原理图;
(3)单片机仿真器、电路板、电源等硬件正确可壽地连接;
(4)利用仿真器、单片机及电路板进行程序设计与调试;
2、总体方案设计
针对本课题的设讣任务,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,山音频功率放大器进行放大,最后使扬声器发出“叮咚”声音。
图1"叮咚”门铃总体设计框图
该系统的设计在总体上分为以下儿个部分:
1单片机控制部分;2音频功率放大器部分;3扬声器输出部分。
二、芯片功能简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100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。
山于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种
高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
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P37
口管脚备选功能
P3.0RXD(串行输入口)
P3.1TXD(串行输出口)
P3.2/INTO(外部中断0)
P3.3/INTI(外部中断1)
P3.4TO(记时器0外部输入)
P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的l/6o因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时LI的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOYC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSE\信号将不出现。
/EA/VPP:
当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
3.振荡器特性:
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输岀。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
4.芯片擦除:
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合,并保持
ALE管脚处于低电平10ms来完成。
在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。
此外,AT89C51设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下,CPU停止工作。
但RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下,保存RAM的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。
业轆咎瞬住
外部中断P0P1P2P3
AT89C51单片机内部结构框图
三、硬件系统电路设计
1、系统板上硕件连线
1)把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPKIN端口上;
2)在“音频放大模块”区域中的SPKOUT端口上接上一个8欧或者是16欧的喇叭;
3)把“单片机系统”区域中的P3.7/RD端口用导线连接到“独立式键盘”区域中的SP1端口上;
2、硬件连接图及其电路仿真
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四、软件编程调试及性能分析
1、程序流程图
1)•我们用单片机实定时/计数器TO来产生700HZ和500HZ的频率,根据定时/计数器TO,我们取定时250us,因此,700HZ的频率要经过3次250us的定时,而5OOHZ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Ims(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”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。
主程序流程图
该流程图是“叮咚”门铃系统设汁,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。
TO中断程序框图
2、汇编源程序
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SJMPSTART
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MOV
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;输出500个周期方
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频音
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五、总结
这次课程设计历时两周,通过团队合作我们在这两周内得到了不小的收获,发现了自己的很多不足,知识体系上的漏洞,看到了我们的实践经验还是比较缺乏,理论联系实际的能力还急需提高。
首先选到这个题目,我们就开始收集大量的资料,包括AT89C51芯片的原
理,人的听力范围等等与课程设计相关的各类知识,我们了解了很多之前并未注意的知识。
拿到元件后,我们花了很长时间查阅各器件的功能引脚,详细了解了每个元件的功能后,为了使布线图美观和布线最优,我们花了半小时用铅笔花布线图,准备工作做好后,万事俱备,很快就把线连好了,正因如此,我们感觉自己的布线还比较美观和简练,只有一根山于遗漏产生的飞线。
当焊接完电路,听到清脆的叮咚声时,我们十分高兴。
理论联系实际给人对知识一种积极向上的对知识的渴望,
此次我们的实验取得了圆满的成功,通过这次实验,开阔了我门的视野,提高了我们的兴趣。
在今后的学习中我们仍可以进行这方面的尝试,开拓自己的眼界和操作能力,提高自己的动手制作能力,在动手中学习,再动手中成长收获。
参考文献
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[3]彭为,黄科,雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲.北京:
电子工业
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[9]元杰.单片机接口技术及应用.北京:
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[10]潘新民.微型计算机控制技术.北京:
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谢辞
最后,衷心感谢王春梅老师指导我们这次课程设计的顺利开展,有了这次实践机会让我们对单片机课程有更加深刻的认识,同时各方面能力有所提高。