单片机课程设计报告完成版.docx
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单片机课程设计报告完成版
单片机课程设计报告
题目
：
音乐门铃
院系
：
电气信息工程系
专业
：
通信工程
组长
：
吴楠
学号
：
20100606019
组员1
：
刘静静
学号
：
20100606017
组员2
：
张琳娜
学号
：
20100606018
组员3
：
李元
学号
：
20100606020
组员4
：
黄智鑫
学号
：
20100606049
组员5
：
学号
：
组员6
：
学号
：
指导教师
：
李宁
2011年01月06日
电气信息工程系课程设计总结报告
一、选题目的和意义：
选题目的：
近几年来，随着市场上智能化楼宇的不断升温，门铃系统已作为智能化办公室和智能化住宅小区的一个重要组成部分，被各商家和用户所接受。
人们已开始习惯用门铃系统代替传统的铁钥匙去管理各通道门，这使门铃系统得到了飞跃性的发展。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机实现人们对物质生活的满足，这将会日益成为今后的一个重要发展的方向。
对于我们刚学习单片机的初学者来说，能够独立完成课题设计，使我们对单片机有了更深的认识。
这不仅是锻炼自己动手能力的机会，而且对于培养自己对单片机设计的兴趣也是有很大的帮助的。
音乐门铃是现代电子科技与音乐结合的产物，在现代生活中扮演重要角色。
虽然音乐门铃看起来简单，但是它是所有单片机设计的基础，一个良好的基础才是成功的一半。
本系统主要完成该电子门铃不仅具有普通电子门铃的功能，而且还具有一些扩展功能。
从以前的“叮咚”门铃，它价格便宜，性能可靠，耗电量少，安装也简便；后来就有了音乐门铃，按下再也不是“叮咚”声，而是悦耳的音乐，让客人可以耐心的等待。
所以，我们设计了一个能播放六种音乐的门铃。
一个好的设计如果成功的话会大大的提高自己对单片机的兴趣。
意义：
我们通过动手实践操作，进一步学习和掌握了单片机原理的有关知识，特别是程序的编程方面，加深了对单片机原理及应用技术的认识，进一步巩固了对单片机知识的理解，掌握简单单片机应用系统的设计、制作、调试的方法。
在设计时根据课题要求，复习相关的知识，查询相关的资料。
根据实验条件，找到适合的方案，找到需要的元器件及工具，进行实验。
学习单片机设计我们不仅仅要重视结果是如何的，更重要的是过程，我们在这个设计的过程中能够熟悉keil和Protues两个软件在单片机仿真的作用。
这次的单片机课程设计重点是通过实践操作和理论相结合，提高动手实践能力，提高科学的思维能力，更在两周的时间了解了更多的有关单片机的知识，使知识更加丰富，使自己更加充实。
与此同时，我们也对团队分工合作有了进一步的认识，只有通过合理的分工合作，我们们才能够在短短一周的时间内完成设计任务，相信这对以后在社会上工作和学习会有很多帮助，让我们能更好的进入工作状态。
最重要的是，这次课程设计也增加了我们对问题的研究和探讨，在我们以后的学习中会有更多的帮助。
学生姓名
任务分工
学生姓名
任务分工
学生姓名
任务分工
吴楠
焊接调试
李元
程序编写
刘静静
原理图设计
黄智鑫
程序编写
张琳娜
PCB版图绘制
二、主要研究内容：
1.我们自本次设计中，熟悉的掌握了单片机在实际的应用中的使用方法和过程步骤。
为以后的其它设计打下了一定的基础。
2.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，编写程序时，我们把T值表按顺序建立在TABLE栏，每个发音副使用一个字节，字节的位代表音符的节拍。
字节的高4位代表音符的高低，低四位代表音符的节拍。
如果1拍为0.4秒，1/4秒就是0.1秒，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4DELAY时间，其余节拍就是它的倍数。
1/4拍的延时时间在此我们设为125毫秒，音符节拍码编程时放在程序的最后面SONGx处
3.理解中断工作方式，懂得了使用中断控制器及中断入口地址处理中断响应。
4.还有一个关键的内容就是编写相关程序，使门铃变换出不同的音乐铃声来。
在设计中，掌握单片机外部中断的设置方法及使用步骤，能编写简单实用的中断服务子程序。
可以说，我对单片机的中断有了一个比较深入的了解。
5.掌握了一些单片机在使用中到的软件和开发设备，例如keil与Protues软件。
这与我们在实验室的情况不一样用很大的自由性。
三、实验设计（相关原理框图）：
1.原理图：
原理图
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。
Atmel公司的生产的AT89C51单片机是一种低功耗/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。
LM386功放最大的特点是低功耗，高增益。
本设计LM386电源电压为30V，以便为扬声器提供更高的频率。
本次设计应用了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，输出到扬声器。
音乐是音符组成，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T0，使其工作在计数器模式MODE1下，初始化适当的计数值TH0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P1.0引脚上得到此频率的脉冲。
P1.0引脚脉冲接LM386作音频功放，然后输出到扬声器，从而发出美妙的音乐。
PCB原理图
程序流程图
软件程序由主程序、定时器T0中断服务程序和延时子程序组成。
系统初始化后，系统扫描按键判断是否有键按下，有按键按下时，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T0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。
2.相关程序：
ORG00H
JMPSTART
ORG0BH
JMPTIM0
START:
MOVTMOD,#00000001B
MOVIE,#10000010B
JBP3.4,$
CALLDELAY1
JNBP3.4,$
MOV31H,#00H
START0:
MOV30H,#LOWSONG
NEXT:
MOVA,30H
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVR2,A
JZEND0
ANLA,#0FH
MOVR5,A
MOVA,R2
SWAPA
ANLA,#0FH
JNZSING
CLRTR0
JMPD1
SING:
DECA
MOV22H,A
RLA
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVTHO,A
MOV21H,A
MOVA,22H
RLA
INCA
MOVCA,@A+DPTR
MOVTL0,A
MOV20H,A
SETBTR0
D1:
CALLDELAY
INC30H
JMPNEXT
END0:
CLRTR0
MOVA,31H
XRLA,#00H
JNZEND1
JBP3.4,$
CALLDELAY1
JNBP3.4,$
INC31H
MOV30H,#LOWSONG1
JMPNEXT
END1:
MOVA,31H
XRLA,#01H
JNZEND2
JBP3.4,$
CALLDELAY1
JNBP3.4,$
INC31H
MOV30H,#LOWSONG2
JMPNEXT
END2:
MOVA,31H
XRLA,#02H
JNZEND3
JBP3.4,$
CALLDELAY1
JNBP3.4,$
INC31H
MOV30H,#LOWSONG3
JMPNEXT
END3:
MOVA,31H
XRLA,#03H
JNZEND4
JBP3.4,$
CALLDELAY1
JNBP3.4,$
INC31H
MOV30H,#LOWSONG4
JMPNEXT
END4:
MOVA,31H
XRLA,#04H
JNZEND5
JBP3.4,$
CALLDELAY1
JNBP3.4,$
INC31H
MOV30H,#LOWSONG5
JMPNEXT
END5:
JMPSTART
TIMO:
PUSHACC
PUSHPSW
SETBRS0
CLRRS1
MOVTL0,20H
MOVTH0,21H
CPLP1.0
POPPSW
POPACC
RETI
DELAY:
MOVR7,#02
D2:
MOVR4,#125
D3:
MOVR3,#248
DJNZR3,$
DJNZR4,D3
DJNZR7,D2
DJNZR5,DELAY
RET
DELAY1:
MOCR4,#20
D4:
MOVR3,#248
DJNZR3,$
DJNZR4,D4
RET
ORG300H
TABLE:
DW64260,64400,64524,64580
DW64684,64777,64820,64898
DW64968,65030,65058,65110
DW65157,65178,65217
SONG:
DB42H,42H,42H,52H,64H,04H
DB62H,62H,62H,72H,84H,04H
DB92H,92H,82H,72H,64H,04H
DB82H,82H,52H,62H,44H,04H
DB42H,42H,42H,52H,64H,04H
DB62H,62H,62H,72H,84H,04H
DB92H,92H,82H,72H,64H,04H
DB82H,82H,52H,62H,44H,04H
DB00H
SONG1:
DB82H,01H,81H,94H,84H
DB0B4H,0A4H,04H
DB82H,01H,81H,94H,84H
DB0C4H,0B4H,04H
DB82H,01H,81H,0F4H,0D4H
DB0B4H,0A4H,94H
DB0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4H
DB0C4H,0B4H,04H
DB00H
SONG2:
DB84H,94H,88H
DB64H,54H,68H
DB84H,64H,54H,44H
DB62H,82H,42H,62H,58H
DB84H,94H,88H
DB64H,54H,68H
DB84H,64H,54H,44H
DB52H,42H,52H,62H,48H
DB00H
SONG3:
DB84H,02H,82H,64H,54H
DB64H,54H,48H
DB64H,02H,52H,44H,24H
DB14H,24H,18H
DB24H,02H,22H,42H,24H
DB44H,54H,68H
DB54H,02H,52H,84H,84H
DB54H,64H,48H
DB00H
SONG4:
DB44H,54H,64H,44H
DB44H,54H,64H,44H
DB64H,74H,88H
DB64H,74H,88H
DB82H,92H,82H,72H,64H,44H
DB82H,92H,82H,72H,64H,44H
DB44H,84H,48H
DB44H,14H,48H
DB00H
SONG5:
DB62H,82H,82H,62H,98H
DB92H,0B2H,0B2H,82H,98H
DB62H,82H,82H,52H,68H
DB92H,0B2H,0B2H,82H,98H
DB62H,82H,82H,62H,92H,92H,94H
DB92H,0B2H,0B2H,92H,84H,94H
DB0B8H,0B4H,04H
DB00H
END
四、设计的方法及步骤：
1.初步构思设计的框架图。
2.用protel99se画出电路图。
3.用protues仿真软件仿真，是否能达到自己想要的效果。
4.选购适合的元器件。
5.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，编写程序。
6.用面包板进行调试，看在实践中是否能够实现。
7.如果有问题，找出其中的不足，解决问题。
8.用万用板焊出实物。
9.向51单片机中写入程序，验证成品试验效果。
五、结果及讨论：
结果：
通过自己动手做并解决了相应的问题，但由于器件的差别和焊接问题，使我们的门铃设计没有按照计划播放音乐。
这次设计我们不仅学到了单片机的定时中断，外部中断，对其中断有了一个比较深入的了解，而且从中发现了许多的问题，从而解决了心中的疑惑。
设计中我们尝试着编写不同的程序来改变音乐的花样，这样不仅可以使音乐门铃更具有实用性，更重要的是锻炼了我们的编程能力，为以后的单片机学习有很大的帮助。
单片机作为我们的主要专业课之一，虽然在大三开学初我们对这门课并没有什么兴趣，觉得那些程序枯燥乏味，但在这次课程设计后我们发现自己在一点一滴的努力中对单片机的兴趣也在逐渐增加。
作为一名通信专业的大三学生，我们觉得做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。
虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我们发现效率很高，这是我们做这次课程设计的又一收获。
然后，要做好一个课程设计，就必须做到：
在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题的课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我们受益终身。
在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
我们通过查阅大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，若遇到实在搞不明白的问题就会及时请教老师，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。
通过这次课程设计我们也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。
在完成单片机课程设计后,我们发现我们还有许多不足,所学到的知识还远远不够,以至于还有一些功能不能被动完成。
但通过学习这一次实践,增强了我们的动手能力,提高和巩固了单片机方面的知识,特别是软件方面。
从中增强了我们的团队合作精神,并让我们认识到把理论应用到实践中去是多么重要.
很感谢学校和老师给我们安排了这次课程设计，让我们真正感受到的是合作的重要，许多时候都是组员的讨论，李宁老师的指导中的一句半句启发了我们，就出现的让人欣喜的结果；理论知识同样很重要，有些问题都是由于基础知识掌握不好才出现的。
六、指导教师的意见：
签名：
年月日
成绩评定：
学生姓名
成绩
学生姓名
成绩
学生姓名
成绩
电气信息工程系
单片机课程设计元器件清单
指导教师：
李宁课题名称：
音乐门铃
小组成员：
吴楠、刘静静、张琳娜、李元、黄智鑫
元件名称
型号
数量
80c51单片机
1个
功放
LM386
1个
电容
20pf
2个
电容
10uf
1个
电容
100uf
1个
电阻
10
1个
电阻
470
1个
喇叭
1个
晶振
12mhz
1个
按键
1个
参考文献：
[1]徐爱钧.单片机原理实用教程[M].北京：
电子工业出版社，2009：
267-285.
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北京邮电大学出版社，2008：
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科学出版社，2008：
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[4]吴金戌.8051单片机实践与应用[M].北京：
清华大学出版社，2002：
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[5]刘海成.单片机及应用系统设计原理与实践[M].北京：
北京航空航天大学出版社，2009：
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[6]杨振江.单片机应用于实践指导[M].西安：
西安电子科技大学出版社，2010：
378-380.
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