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学院计算机与信息工程学院专业计算机科学与技术课程名称微机控制系统应用方向题目基于单片机的电子音乐门铃完成期限自2013年7月3日至2013年8月29日共8周内容及任务一、项目的目的基于单片机的电子音乐门铃设计，强化动手能力，为毕业设计做准备。二、项目任务的主要内容和要求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，并显示等待时间。3.如果主人在家，可暂停并取消音乐播放。三、项目设计（研究）思路通过仿真软件PROTUES实现要求的硬件电路图，晶振电路、最小系统、数码管、按键、蜂鸣器等；软件实现按键事件、音乐播放、数码管显示等；首先实现硬件电路图，再软件处理的时候，通过中断和定时器，实现按键请求处理和计时显示处理，对于两个定时器T0和T1同时使用不是很熟悉，刚开始二者总是不能同时实现，通过针对性测试和查找资料，最终实现。四、具体成果形式和要求通过PROTUES仿真电路图展示项目主要功能。进度安排起止日期工作内容7.4--7.5召开小组会议，讨论设计的主要内容，进行明确的分工；7.6--8.23查找参考资料，解决相关问题；8.23--8.26完成仿真电路图和实现代码；8.26--8.28书写设计文档。主要参考资料1.彭伟.单片机C语言程序设计实训100例[M],电子工业出版社,2009.6.2.谭浩强.C语言程序设计（第二版）[M],北京:清华大学出版社,1991.3.李建忠.单片机原理及应用[M],西安电子科技大学出版社,2008.2.指导教师意见（签字）：年月日系（教研室）主任意见（签字）：年月日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计算机与信息工程学院目录第一部分：正文部分......................................................................................................................11绪论..............................................................................................................................................11.1研究背景............................................................11.2主要工作............................................................11.3研究内容............................................................12系统总体方案..............................................................................................................................12.1系统组成框图.........................................................12.2音乐门铃的功能结构图.................................................23硬件设计......................................................................................................................................23.1各部分硬件设计及其原理...............................................23.1.1AT89C51简介..........................................................................................................23.1.2时钟振荡电路........................................................................................................33.2硬件电路图及功能.....................................................34软件设计......................................................................................................................................44.1音调的确定..........................................................44.2节拍的确定..........................................................54.3编码................................................................65调试..............................................................................................................................................75.1检查硬件连接.........................................................75.2检查软件系统.........................................................75.3测试结果............................................................7总结................................................................................................................................................8致谢................................................................................................................................................8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计算机与信息工程学院1门铃按键复位按键AT89c51单片机蜂鸣器显示等待时间等待时间清零第一部分：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。图2-1系统组成框图计算机与信息工程学院22.2音乐门铃的功能结构图音乐门铃的功能结构如图2-2所示。门铃按键是实现播放音乐的功能，可播放的曲目有4首，分别是千年之恋、寂寞沙洲冷、小小葫芦娃和同桌的你。复位按键是实现音乐停止和时间清零的功能，由主人完成操作。图2-2音乐门铃功能结构图3硬件设计3.1各部分硬件设计及其原理3.1.1AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存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。由于将多功能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，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。外形及引脚排列如图3-1所示图3-1AT89C51系列单片机开始门铃按键复位按键播放音乐显示等待时间音乐停止等待时间清零计算机与信息工程学院33.1.2时钟振荡电路AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器一起构成自然振荡器。外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1，C2虽然没有什么严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振