基于单片机的电子音乐门铃的设计
摘 要
随着时代的前进和发展，控制智能化、仪器小型化、功耗微小化得到广泛关注。在这些领域中，单片机起到了举足轻重的作用，这就把单片机的应用提升到重要的地位，单片机应用系统设计就成为新的技术热点。
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。
本设计是介绍了由AT89C51单片机来构成电子音乐门铃系统的工作过程，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。它的工作状态能够由用户自行设定等常规功能，并给来访者提供必要的语音和文字回应信息，此外。这给人们生活提供了很大的便利。
关键词：单片机；电子门铃；液晶显示；语音录放
The design of electronic music doorbell based on Single Chip
Microprocessor
Abstract
With the progress of the times and development of intelligent control,small machines, micro-power consumption get a wide concern. In these areas,Single chip microprocessor played a pivotal role,which the MCU applications important to enhance the status of Single Chip Microprocessor applications designed to become the new hot technology.
In recent years,with intelligent buildings on the market has been heating up,the doorbell system has been as intelligent office and intelligent residential quarters of an important component of the traders and users to accept. People have begun to use doorbell system used to replace the traditional iron keys to manage the access door, rang the doorbell so that this system has been leap of development. With the rapid development of Single Chip Microprocessor technology,people will increasingly become an important future development direction, through the material life of the meet.
It is introduced by the AT89C51 chip to a system of electronic music doorbell process. This system is mainly to complete the electronic doorbell rang the doorbell not only a common electronic features, but also has some extensions. Its work by the state to set its own users, such as conventional capabilities, and visitors to provide the necessary response to the voice and text information, in addition, users can also visit a wide range of information enquiries.
Key words: Single Chip Microprocessor;Electronic doorbell;LCD display;Voice record-play
目 录
引 言 ..................................................................................................................................... - 1 -
第1章 绪论 ............................................................................................................................... - 2 -
1.1 概述 ...................................................................................................................................... - 2 -
1.2课题的总体设计及思路 ....................................................................................................... - 2 -
第2章 硬件电路设计 ............................................................................................................... - 4 -
2.1 硬件最小系统设计 .............................................................................................................. - 4 -
2.1.1 核心芯片AT89C51简介 .............................................................................................. - 4 -
2.1.2 复位电路的设计 ........................................................................................................... - 5 -
2.1.3 时钟电路的设计 ........................................................................................................... - 6 -
2.1.4 存储器的分配 ............................................................................................................... - 7 -
2.2 时钟电路的设计 .................................................................................................................. - 8 -
2.2.1 DS1302芯片简介 .......................................................................................................... - 8 -
2.2.2 DS1302结构框图与引脚介绍 ...................................................................................... - 8 -
2.2.3 DS1302与单片机的硬件电路的设计 ........................................................................ - 10 -
2.3 显示提示电路的设计 ........................................................................................................ - 11 -
2.3.1 液晶显示原理 ............................................................................................................. - 11 -
2.3.2 SMC1602芯片简介 ..................................................................................................... - 12 -
2.3.3显示电路的设计 .......................................................................................................... - 14 -
2.4 语音提示电路的设计 ........................................................................................................ - 14 -
2.4.1 ISD芯片简介 ............................................................................................................... - 14 -
2.4.2 ISD1420芯片特点及引脚介绍 ................................................................................... - 15 -
2.4.3 存储芯片AT24C02简介 ............................................................................................ - 18 -
2.4.4 ISD1420与单片机连接电路的设计 ........................................................................... - 19 -
2.5 按键电路的设计 ................................................................................................................ - 20 -
第3章 软件部分设计 ............................................................................................................. - 21 -
3.1 主程序设计 ........................................................................................................................ - 21 -
3.2 相应子程序设计 ................................................................................................................ - 22 -
3.2.1 按键扫描子程序设计 ................................................................................................. - 22 -
3.2.2 门铃键子程序设计 ..................................................................................................... - 23 -
3.3.3 录音（RECORD）和播放（PLAY）程序设计 ....................................................... - 25 -
第4章 调 试 ..................................................................................................................... - 27 - 结论与展望 ............................................................................................................................... - 29 - 致 谢 ................................................................................................................................... - 30 - 参考文献 ................................................................................................................................... - 31 - 附录A：总图 ........................................................................................................................... - 32 - 附录B：外文文献及译文 ....................................................................................................... - 33 - 附录C: 主要参考文献及摘要 ................................................................................................ - 40 - 附录D: 源程序 ........................................................................................................................ - 42 -
插图清单
图1-1 设计框图…………………………………………………………………………………3 图2-1 AT89C51引脚图………………………………………………………………………4 图2-2 复位电路的设计…………………………………………………………………………6 图2-3 时钟电路的设计………………………………………………………………………6 图2-4 内部数据存储器…………………………………………………………………………7 图2-5 DS1302结构框图………………………………………………………………………8 图2-6 DS1302引脚排列图……………………………………………………………………9 图2-7 时钟芯片电路……………………………………………………………………………10 图2-8 1602实物图……………………………………………………………………………12 图2-9 AT89C51与SMC1602显示电路……………………………………………………14 图2-10 ISD1420功能块图……………………………………………………………………16 图2-11 ISD1420管脚排列……………………………………………………………………17 图2-12 AT24C02引脚图………………………………………………………………………18 图2-13 ISD1420与单片机的硬件电路……………………………………………………19 图3-1 主程序流程…………………………………………………………………………………………21 图3-2 按键扫描子程序…………………………………………………………………………22 图3-3 门铃键子程序……………………………………………………………………………23 图3-4 语音和显示子程序1流程图……………………………………………………………24 图3-5 语音和显示子程序2流程图……………………………………………………………24 图3-6 PLAY键子程序…………………………………………………………………………25
表格清单
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2-1 复位后寄存器态…………………………………………………………………………6 2-2 DS1302的日历、时钟寄存器及其控制字……………………………………………10 2-3 1602LCD的引脚功能表………………………………………………………………12 2-4 1602液晶模块内部的控制器的11条控制指令………………………………………13 2-5 基本时序表……………………………………………………………………………13
篇二：基于单片机的电子音乐门铃设计
微机控制系统应用方向学年设计任务书
微机控制系统应用方向学年设计说明书
学院名称： 计算机与信息工程学院 班级名称：计科101 学生姓名： 祖 杰、 赵雷、 周来宇、 朱路平、 张毅苗学 号：2010211154、2010211150、2010211151、2010211153、2010211147
题 目： 基于单片机的电子音乐门铃设计 指导教师
姓 名： 董再秀 起止日期： 2013.07.03--2013.08.29
目 录
第一部分：正文部分 ...................................................................................................................... 1
1 绪论 .............................................................................................................................................. 1
1.1 研究背景 ................................................................................................................ 1
1.2 主要工作 ................................................................................................................ 1
1.3 研究内容 ................................................................................................................ 1
2 系统总体方案 .............................................................................................................................. 1
2.1 系统组成框图 ......................................................................................................... 1
2.2 音乐门铃的功能结构图 .......................................................................................... 2
3 硬件设计 ...................................................................................................................................... 2
3.1 各部分硬件设计及其原理 ....................................................................................... 2
3.1.1 AT89C51简介 .......................................................................................................... 2
3.1.2 时钟振荡电路 ........................................................................................................ 3
3.2 硬件电路图及功能 .................................................................................................. 3
4 软件设计 ...................................................................................................................................... 4
4.1 音调的确定 ............................................................................................................. 4
4.2 节拍的确定 ............................................................................................................. 6
4.3 编码........................................................................................................................ 7
5 调试 .............................................................................................................................................. 7
5.1 检查硬件连接 ......................................................................................................... 7
5.2 检查软件系统 ......................................................................................................... 8
5.3 测试结果 ................................................................................................................ 8
总 结 ................................................................................................................................................ 8
致 谢 ................................................................................................................................................ 9
第二部分：参考文献 ...................................................................................................................... 9
附录A 源代码及注释 ................................................................................................................... 10
第三部分：指导教师评语............................................................................................................. 15
第四部分：成绩评定 .................................................................................................................... 15
第一部分：正文部分
1 绪论
1.1 研究背景
随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。传统的门铃由于发音单调，已经不能很好满足人们的需要，不能实现批量生产。本文设计的音乐门铃是以单片机为核心元件的电子式音乐门铃，体积小，功能强，能演奏和旋音乐，使用方便，并具有一定的商业价值。人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完的信息及时，清晰地传递给别人，还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与数码管显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。
1.2 主要工作
本设计是基于AT89C51单片机的可控音乐门铃程序设计。该音乐门铃是一个依据单片机技术原理，通过PROTEUS仿真软件对硬件电路进行仿真制作以及利用KEIL软件对音乐门铃源程序进行C语言编译，而设计制作出的一个多功能音乐门铃。
1.3 研究内容
1) 用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（至
少三首乐曲，每首不少于30秒）。
2) 客人可通过门铃按键器播放音乐，并显示等待显示时间。
3) 如果主人在家，可暂停并取消音乐。
2 系统总体方案
2.1 系统组成框图
音乐门铃的系统结构以AT89C51单片机位控制核心，加上2个按键、时钟复位电路、蜂鸣器、数码管模块组成。单片机负责接收按键的输入，根据输入控制音乐播放曲目和显示等待时间以及蜂鸣器发音。系统组成框图如图2-1所示。
篇三：基于单片机的电子音乐门铃设计说明书
基于单片机的电子音乐门铃设计
题目：电子音乐门铃设计 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 时间：
摘 要
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。 本设计是介绍了由AT89C51单片机来构成电子音乐门铃系统的工作过程，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。它的工作状态能够由用户自行设定等常规功能，并给来访者提供必要的语音和文字回应信息，此外。这给人们生活提供了很大的便利
关键词：电子门铃
目录
一、设计目的
二、设计任务
三、设计要求
四、设计步骤（流程）
五、设计原理
六、设计内容
6.1硬件设计
6.2单片机引脚说明
6.3主要电路设计
6.3.1时钟电路
6.3.2复位电路
6.3.3功率放大电路
6.4软件设计
6.4.1音乐符设计
6.4.2程序设计
6.4.3程序流程图
6.4.4仿真界面图
6.5.5编程
七、设计小结
参考文献
一、设计目的：
1、动手焊接单片机硬件电路板，增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解。
2、了解单片机的内部功能模块的应用。
3、了解和掌握单片机应用系统的硬件设计和制作过程、方法及实现。
二、设计任务：
1、了解单片机的组成结构，设计相关电路原理图；
2、根据原理图焊接硬件电路。
3、实现所要求的功能。
三、设计要求：
1、要求理解单片机的组成结构；
2、根据给出的主要芯片，设计相关电路原理图；
3、焊接电路板，检测并调试。
四、设计步骤（流程）：
1、根据电子音乐门铃原理设计相关电路图；
2、焊接电路板；
3、编写程序、检测并调试。
五、设计原理：
音乐是由音符组成，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TO，使其工作在计数器模式MODEl下．初始化适当的计数值THO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Pl.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，然后辅出到扬声器，从而发出美妙的乐音。
例如设单片机晶振为12MHz，每计数一次用时1μs。我们要产生f低音DO，
其频率为392Hz，周期T=1／392=2551μs，半周期时间为1276μs。因此计数器应每计数1276次时将P1.0口反相， 即计数初值应设定为(THxTLx)=错误！未找到引用源。一1276=64260，就可得到低音D0。P3.5口作为控制门铃的按钮，每按一次，产生的电子乐音就改变一次，按完6次，再重复循环。6首歌曲分别为《生日快乐》、《两只老虎》 、《三只小猫》、《哈巴狗》 、《不倒翁》 、《妹妹背着洋娃娃》 。
六、设计内容：
传统的电子音乐门铃通常采用分立元件或专用的音乐IC制作。本文介绍一个用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做音频小功放驱动扬声器发声。客人来访时，按一下按钮，门铃就会奏出优美的电子音乐声；再按一下，门铃又会奏出下一首电子音乐声音．共可以奏出六首不同旋律的歌曲。
6、1硬件设计
电子音乐门铃设计系统以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公司生产的AT89C51单片机是一种低功耗且电压性能高的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，2个16位可编程计数器，片内集成4k字节可改变程序FLASH，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，系统通过P1.0连接功放电路从而驱动扬声器产生电子乐声，P3.5口接门铃按键。
《基于单片机的电子音乐门铃的设计文献综述定稿》出自：百味书屋
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