1、本科毕业论文基于单片机的电子门铃设计专 业： 电子信息科学与技术 指导教师： 学生姓名： 学生学号： 目 录摘 要 .IIIAbstract .IV第一章 绪论 .11.1 概述 .11.2 课题的总体设计及思路 .1第二章 硬件电路设计 .32.1 硬件最小系统设计 .32.1.1 核心芯片 AT89C51 简介 .32.1.2 复位电路的设计 .42.1.3 存储器的分配 .52.2 时钟电路的设计 .62.2.1 DS1302 芯片简介 .62.2.2 DS1302 结构框图与引脚介绍 .72.2.3 DS1302 与单片机的硬件电路的设计 .82.3 显示提示电路的设计 .92.3.1
2、 液晶显示原理 .92.3.2 SMC1602 芯片简介 .92.3.3 显示电路的设计 .112.4 语音提示电路的设计 .122.4.1 ISD 芯片简介 .122.4.2 ISD1420 芯片特点 .122.4.3 存储芯片 AT24C02 简介 .132.4.4 ISD1420 与单片机连接电路的设计 .142.5 按键电路的设计 .15第三章 软件部分设计 .173.1 主程序设计 .173.2 相应子程序设计 .183.2.1 门铃键子程序设计 .183.3.2 录音（RECORD）和播放（PLAY）程序设计 .20第四章 调试 .22参考文献 .24附录 A：总图 .25附录 B
3、: 部分源程序 .26致 谢 .39基于单片机的电子门铃设计摘 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。近年来，随着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，已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钥匙去管理各道门，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
4、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 MicroprocessorAbstract With the progress of the times and development of intelligent control,small machine
5、s, 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
6、 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
7、 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 electro
8、nic 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 t
9、o the voice and text information, in addition, users can also visit a wide range of information enquiries.Keywords: Single Chip Microprocessor,Electronic doorbell,LCD display,Voice record-play第一章 绪论1.1 概述微型计算机的出现和使用将人类社会带入一个新的时代，单片机在其中扮演着十分重要的角色。它没有常见的计算机那么大的体积和重量，也不会在办公桌和控制台上占据一个重要的位置，它就像螺丝钉一样，镶嵌在人
10、们工作生活中需要计算、控制和测量等各个角落。由于单片机的控制功能强大、体积小、性价比高等特点，近年来在智能仪器仪表、机电一体化、实时控制等领域都得到了广泛的应用，对各个行业的技术改造和产品的更新换代起着重要的推进作用，对人们生活质量有很大的提高。传统的门铃都是叮咚声，所具备的功能较少，也较弱，而且结构很复杂，不能满足这个社会的发展需要。本设计主要有语音提示，LCD显示提示，以及响铃，和外机按键等功能，其中本设计的中心系统是由单片机AT89C51完成的，主要硬件电路有单片机、时钟与复位电路、选择按键输入电路、存储电路、音频发生器、音频放大器、扬声器、1602LCD显示电路以及ISD1420语音提
11、示电路。并给出了其完整的硬件电路和软件的设计方案与实现方法。1.2 课题的总体设计及思路本设计的系统是属于单片机实现功能的典型应用，通用性很强，在人们日常生活中有着广泛的应用。本系统以 89C51 单片机为核心，其硬件电路由单片机、时钟与复位电路、选择按键输入电路、存储电路、音频发生器、音频放大器、扬声器、LCD 显示电路以及语音电路。主要功能是当主人在家时，将开关打在“IN”，来访者按铃后，语音提示：“ 请稍后，马上就来开门” ，LCD 显示：“Please wait for a moment!”并且音乐响起；当主人不在家时，将开关打在“OUT”，来访者按铃后，语音提示：“ 主人不在，请留言
12、，谢谢！”LCD 显示： “Please visit me later!”此时不响音乐。本设计主要由单片机 AT89C51 构成核心电路，由 LM386 构成音频放大，由 1602LCD 构成显示电路，由 ISD1420 构成语音录放电路。系统带有选择按键控制功能，对主人是否在家提供主观上的选择，当主人在家，但不愿被别人打扰，也可以将开关打在“OUT”，这样不仅具有控制简单方便和灵活性大的特点，还具有人性化的特点，从而提高了产品的质量。进行系统设计时应考虑如下问题： 由 1602LCD 构成的显示电路，将要显示两句话“Please wait for a moment!”“Please visi
13、t me later!”这两句话的程序原代码设计； 由 ISD1420 语音芯片构成语音提示电路中，录音和放音的过程。 硬件电路的连接实现过程。硬件电路的设计框图如图 1.1 所示。按键输入电路音频发生器时钟复位电路1602LCD 显示电路ISD1420 语音提示电路扬声器音频放大器AT89C51单片机图 1.1 设计框图第二章 硬件电路设计2.1 硬件最小系统设计2.1.1 核心芯片 AT89C51 简介该设计所用的芯片是 AT89C51，现对各组成部分的情况介绍如下：中央处理器，内部数据存储器，内部程序存储器，定时器，串行口，中断控制系统，以及时钟复位电路等等。AT89C51 芯片引脚图如
14、图 2.1 所示，芯片引脚介绍：A T 8 9 C 5 1122 22 12 01 91 81 71 61 51 41 31 21 11 098765434 03 93 83 73 63 53 43 33 23 13 02 92 82 72 62 52 42 3P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S T /V P D（ R X D ） P 3 . 0（ T X D ） P 3 . 1（ I N T O ） P 3 . 2（ I N T 1 ） P 3 . 3（ T 0 ） P 3 . 4（ T 1）P 3 . 5（ W R ） P 3 . 6
15、（ R D ） P 3 . 7X T A L 2X T A L1V S SV C CP 0 . 0 （A D 0）P 0 . 1 （A D 1）P 0 . 6 （ A D6）P 0 . 5 （ A D5）P 0 . 4 （ A D4）P 0 . 3 （A D 3）P 0 . 2 （A D 2）P 0 . 7 （ A D7）P 2 . 0 （ A 8 ）P 2 . 1 （ A 9 ）P 2 . 2 （ A 1 0 ）P 2 . 3 （ A 1 1 ）P 2 . 4 （ A 1 2 ）P 2 . 5 （ A 1 3 ）P 2 . 6 （ A 1 4 ）P 2 . 7 （ A 1 5 ）P S E
16、NA L E / P R O GE A / V P PP 1 . 0P 1 . 1图2.1 AT89C51引脚图P0 口：P0 口是开漏双向口。可以写为 1，使其状态为悬浮用作高阻输入， P0 也可以在访问外部程序存储器时作地址的低字节，在访问外部数据存储器时作数据总线。此时通过内部强上拉输出 1。P1 口：P1 口是带内部上拉的双向 I/O 口，向 P1 口写入 1 时 P1 口被内部上拉为高电平，可用作输入口，当作为输入脚时被外部拉低的 P1 口会因为内部上拉而输出电流。P1 口第 2 功能： T2(P1.0)定时/计数器 2 的外部计数输入/时钟输出。T2EX(P1.1) 定时/计数器
17、2 重装载控制。P2 口：P2 口是带内部上拉的双向 I/O 口，向 P2 口写入 1 时 P2 口被内部上拉为高电平，可用作输入口，当作为输入脚时被外部拉低的 P2 口会因为内部上拉而输出电流在访问外部程序存储器和外部数据时分别作为地址高位字节和 16 位地址(MOVX DPTR)此时通过内部强上拉传送 1，当使用 8 位寻址方式(MOV Ri)访问外部数据存储器时，P2 口发送 P2 特殊功能寄存器的内容。P3 口：P3 口是带内部上拉的双向 I/O 口，向 P3 口写入 1 时 P3 口被内部上拉为高电平，可用作输入口，当作为输入脚时被外部拉低的 P3 口会因为内部上拉而输出电流。P3
18、口还具有以下特殊功能。RXD(P3.0) 串行输入口TXD(P3.1) 串行输出口INT0(P3.2) 外部中断 0INT1(P3.3) 外部中断 1T0(P3.4) 定时器 0 外部输入T1(P3.5) 定时器 1 外部输入WR(P3.6) 外部数据存储器写信号RD(P3.7) 外部数据存储器读信号ALE：地址锁存使能。在访问外部存储器时输出脉冲锁存地址的低字节，在正常情况 ALE 输出信号恒定为 1/6 振荡频率并可用作外部时钟或定时，注意每次访问外部数据时一个 ALE 脉冲将被忽略 ALE 可以通过置位 SFR 的 auxlilary0 禁止置位后 ALE 只能在执行 MOVX 指令时被
19、激活。PSEN：程序存储使能。当执行外部程序存储器代码时，PSEN 每个机器周期被激活两次，在访问外部数据存储器时 PSEN 无效访问内部程序存储器时 PSEN 无效。EA：当此脚为低电平时，对 ROM 的操作限定在外部程序存储器，而它为高电平时，则对 ROM 的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。XTAL1：晶体 1 反相振荡放大器输入和内部时钟发生电路输入。XTAL2：晶体 2 反相振荡放大器输出 1。2.1.2 复位电路的设计复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化为 0000H，使单片机从0000H 单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由
20、于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为了摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。单片机在 RESET 为高电平控制下，程序计数器（PC）和特殊功能寄存器的复位如表 21 所示。单片机的复位并不影响芯片内部 RAM 状态，只要 RESET 引脚保持高电平，单片机将循环复位。在复位有效期间内，ALE PSEN 将输出高电平 2。表 2.1 复位后寄存器状态寄存器 复位状态 寄存器 复位状态PC 0000H TMOD 00HACC 00H TCON 00HB 00H TL0 00HPSW 00H TH0 00HSP 07H TL1 00HDPTR 0000H TH1 00HP0P3 0FFH SCON 00HIP 000000B SBUF 不定IE 0000000 PCON 00000本设计的复位电路，如图 2.2 所示。2 0 F1 0 k R E S E TV C CR E S图2.2 复位电路2.1.3 存储器的分配AT89C51 的内部共有 256 个数据存储器单元，通常把着 256 个单元按其功能划分为两部分：低 128 单元和高 128 单元 3。
