基于單片機(jī)的電子門(mén)鈴設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)2023——2023學(xué)年第一學(xué)期設(shè)計(jì)名稱(chēng)：基于單片機(jī)的電子門(mén)鈴設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：院、系：信息工程學(xué)院教研室：電子信息設(shè)計(jì)目的：1、動(dòng)手焊接單片機(jī)硬件電路板，增進(jìn)對(duì)單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)單片機(jī)理論方面的理解。2、了解單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用。3、了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和制作過(guò)程、方法及實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)任務(wù)：1、了解單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)相關(guān)電路原理圖；2、根據(jù)原理圖焊接硬件電路。3、實(shí)現(xiàn)所要求的功能。設(shè)計(jì)要求：1、要求理解單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)；2、根據(jù)給出的主要芯片，設(shè)計(jì)相關(guān)電路原理圖；3、焊接電路板，檢測(cè)并調(diào)試。設(shè)計(jì)目標(biāo)：1、設(shè)計(jì)相關(guān)電路圖；2、焊接電路板；3、檢測(cè)并調(diào)試。設(shè)計(jì)內(nèi)容：傳統(tǒng)的電子音樂(lè)門(mén)鈴?fù)ǔ２捎梅至⒃驅(qū)Ｓ玫囊魳?lè)IC制作。本文介紹一個(gè)用AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子音樂(lè)門(mén)鈴，僅需AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)再加一片LM386做音頻小功放驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲?？腿藖?lái)訪時(shí)，按一下按鈕，門(mén)鈴就會(huì)奏出優(yōu)美的電子音樂(lè)聲；再按一下，門(mén)鈴又會(huì)奏出下一首電子音樂(lè)聲音．共可以奏出六首不同旋律的歌曲。設(shè)計(jì)原理：音樂(lè)是由音符組成，不同的音符是由相應(yīng)頻率的振動(dòng)產(chǎn)生。產(chǎn)生不同的音頻需要有不同固定周期的脈沖信號(hào)。要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期T(1／f)，然后將此周期T除以2，即為半周期的時(shí)間。我們利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器TO，使其工作在計(jì)數(shù)器模式MODEl下．初始化適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)值THO及TLO以計(jì)時(shí)這個(gè)半周期時(shí)間。每當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到后就將輸出脈沖的P1.0口反相。然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期時(shí)間，再對(duì)P1.0口反相，就可在單片機(jī)Pl.0引腳上得到此頻率的脈沖。P1.0引腳脈沖接LM386作音頻功放，然后輔出到揚(yáng)聲器，從而發(fā)出美妙的樂(lè)音。例如設(shè)單片機(jī)晶振為12MHz，每計(jì)數(shù)一次用時(shí)1μs。我們要產(chǎn)生f低音DO，其頻率為392Hz，周期T=1／392=2551μs，半周期時(shí)間為1276μs。因此計(jì)數(shù)器應(yīng)每計(jì)數(shù)1276次時(shí)將P1.0口反相，即計(jì)數(shù)初值應(yīng)設(shè)定為(THxTLx)=QUOTE一1276=64260，就可得到低音D0。P3.5口作為控制門(mén)鈴的按鈕，每按一次，產(chǎn)生的電子樂(lè)音就改變一次，按完6次，再重復(fù)循環(huán)。6首歌曲分別為《生日快樂(lè)》、《兩只老虎》、《三只小貓》、《哈巴狗》、《不倒翁》、《妹妹背著洋娃娃》。硬件電路設(shè)計(jì)：系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，加上外圍電源時(shí)鐘電路、LM386功放電路及揚(yáng)聲器電路組成。AT89C51是一種低功耗／低電壓、高性能的8位單片機(jī)，內(nèi)部除CPU外，還包括128字節(jié)RAM，4個(gè)8位并行I／O口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，片內(nèi)集成4K字節(jié)可改變程序Flash存儲(chǔ)器，具有低功耗、速度快、程序擦寫(xiě)方便等優(yōu)點(diǎn)，完全滿(mǎn)足本系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要。系統(tǒng)通過(guò)P1.0連接功放電路從而驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器放出電子聲樂(lè)，P3.5口連接門(mén)鈴按鍵。此電子音樂(lè)門(mén)鈴的電路連接圖如下列圖1所示。軟件設(shè)計(jì)：首先建立音樂(lè)，把音樂(lè)的音符找出，建立各個(gè)音符的定時(shí)常數(shù)T值表，如表1所示。編寫(xiě)程序時(shí)我們把T值表按順序建立在“TABLE〞。每個(gè)發(fā)音符使用1個(gè)字節(jié)，字節(jié)的高4位(簡(jiǎn)譜碼)代表音符的上下，低4位(節(jié)拍碼)代表音符的節(jié)拍。如果l拍為0.4s，1／4拍就是0.1s，只要設(shè)定延遲時(shí)間就可求得節(jié)拍的時(shí)間。假設(shè)1／4拍為1DELAY，那么1拍應(yīng)為4DELAY，以此類(lèi)推。所以只要求得1／4拍的DELAY時(shí)間，其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)。1／4拍的延時(shí)時(shí)間在此我們?cè)O(shè)為125ms，節(jié)拍碼如表2所示。音符節(jié)拍碼編程時(shí)放在程序的最后面“SONGx〞處。表1音符對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)譜碼、頻率、定時(shí)常數(shù)音符簡(jiǎn)譜碼頻率〔Hz〕定時(shí)常數(shù)〔T〕低ＳＯ１３９２６４２６０低ＬＡ２４４０６４４００低ＴＩ３４９４６４５２４中ＤＯ４５２３６４５８０中ＲＥ５５８７６４６８４中ＭＩ６６５９６４７７７中ＦＡ７６９８６４８２０中ＳＯ８７８４６４８９８中ＬＡ９８８０６４９６８中ＴＩＡ９８８６５０３０高ＤＯＢ１０４６６５０５８高ＲＥＣ１１７５６５１１０高ＭＩＤ１３１８６５１５７高ＦＡＥ１３９７６５１７８高ＳＯＦ１５６８６５２１７不發(fā)音０表２節(jié)拍碼及節(jié)拍數(shù)節(jié)拍碼節(jié)拍數(shù)１１／４拍２２／４拍３３／４拍４１拍５１又１／４拍６１又１／２拍８２拍Ａ２又１／２拍Ｃ３拍Ｆ３又３／４拍本系統(tǒng)采用MCS-51匯編語(yǔ)言編程。軟件程序由主程序、定時(shí)器TO中斷效勞程序和延時(shí)子程序組成。系統(tǒng)初始化后，系統(tǒng)掃描按鍵(P3.5口的電平)判斷是否有鍵按下，有鍵按下時(shí)，根據(jù)按下鍵的次數(shù)，向音頻字符碼指針賦以不同歌曲的地址，通過(guò)定時(shí)器TO中斷子程序使P1.0口輸出相應(yīng)頻率的音頻脈沖，以到達(dá)發(fā)聲目的。主程序流程圖如圖2所示。ＮＹＹＮＹＮ圖２定時(shí)器TO中斷效勞程序流程圖如圖3所示。圖３仿真界面如下：源程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 001BLJMP TIM1MAIN: MOV TMOD,#10HSETB ET1SETB EAMAIN1: MOV 60H,#00HNEXT: MOV A,60HMOV DPTR,#SONGMOVC A,@A+DPTRMOV R1,AJZ STOPANL A,#0FHMOV R6,AMOV A,R1SWAP AANL A,#0FHJNZ SINGCLR TR1AJMP DTSING: DEC AMOV 22H,ARL AMOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV TH1,AMOV 21H,AMOV A,22HRL AINC AMOVC A,@A+DPTRMOV TL1,AMOV 20H,ASETB TR1DT: LCALL DELAYINC 60HAJMP NEXTSTOP: CLR TR1AJMP MAIN1TIM1: PUSH ACCPUSH PSWMOV TH1,21HMOV TL1,20HCPL P1OPOP PSWPOP ACCRETIDELAY: MOV R5,#2D2: MOV R4,#187D3: MOV R3,#248DJNZ R3,$DJNZ R4,D3DJNZ R5,D2DJNZ R6,DELAYRETTABLE:DW 64260 64400 64524 64580DW 64684 64777 64820 64898 DW 64968 65030 65058 65110DW 65157 65178 65217SONG: 82H 01H 81H 94H 84H0b4H 0A4H 04H82H 01H 81H 94H