基于单片机的门铃设计
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华北理工大学轻工学院
Qing Gong College North China University of Science and Technology
EDA辅助设计结课报告
工程名称：基于单片机的门铃设计
专业班级：
学号：
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成绩：
一、工程说明 -
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本工程设计的是一个电子门铃，门铃在生活中应用广泛，因为其造价低廉，深受群众喜爱。
本设计是利用单片机芯片控制频率，经过三极管放大给扬声器发出声音，通过按下S2键，使门铃发声，发出10个连续的嘟嘟声。S3的作用是开关门铃，门铃通电的初始状态为开启状态，当S3键按下的时候，门铃系统关闭，在关闭状态下，按动S2按钮，门铃不会发出呼叫声。再按动S3按键，门铃系统开启，此时如果按下S2键，门铃会再次发出嘟嘟声以示呼叫。
二、工程原理图
1、原理图
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图1 工程原理图
2、各局部说明
〔1〕电源局部
电源采用的是DC-002，没有采用传统的供电，程序下载，串口通信三合一模块。DC-002的作用仅仅是给电路板供电，相较传统的供电系统，降低了电路本的本钱。电路原理图如下：
图2 电源局部原理图
〔2〕STC89C52芯片
STC89C52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片含具有如下特点：40个引脚〔引脚图如图3-1所示〕，4kBytesFlash片程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器〔RAM〕，32个外部双向输入/输出〔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，2个全双工串行通信口，看门狗〔WDTC〕电路，片时钟振荡器[3]。此外，STC89C52设计和配置了振荡频率可-
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- .word.zl. 为0HZ并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停顿芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
图3 STC89C52芯片原理图
（3）单片机复位局部
1〕复位功能：单片机复位电路就好比电脑的重启局部，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑部的程序从头开场执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮部的程序自动从头开场。
2〕复位原理：单片机复位时只要保持RST引脚接2us的高电平即可。在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关-
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- .word.zl. 导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开场释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。
图4 复位电路原理图
（4）单片机晶振局部
外接晶振引脚XTAL1和TXAL2接外部晶振和微调电容的一端。振荡电路的频率就是晶体的固有频率。晶振电路结合单片机部电路产生单片机所需的时钟频率。-
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- .word.zl. 晶振提高频率越高，单片机运行速度越快。单片机一切指令的执行都是建立在晶振提供的时钟频率上。
图5 晶振电路原理图
（5）蜂鸣器局部
我选用的是有源蜂鸣器，直接接上额定电源就可以连续发声，由于蜂鸣器的工作电流一般比拟大，以致于单片机的I/O口是无法直接驱动的，所以要利用放大电路来驱动，我采用的是三极管来放大电流。
图6 蜂鸣器电路原理图
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（6）按键局部
1〕键盘设计：键盘在单片机应用系统中是一个关键的部件，它能实现向计算机输入数据，传送命令等功能，是人工干预计算机的主要手段。
我选用的是贴片按键，只使用了两个按键，S2用来执行程序，使蜂鸣器发出嘟嘟呼叫声，S3用来开启关闭门铃系统，键盘系统设计简单，既降低了造价本钱，又能满足系统所需要求。以下为按键电路原理图：
图7 按键电路原理图
2）去抖动
键盘编程中主要考虑去抖动的问题。当测试说明有键被按下之后，紧接着就进展去抖动处理。因为键是机械开关构造，由于机械触点的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动。为保证键识别的准确，在电压信号抖动的情况下不能进展行状态输入。硬件方法就是加去抖动电路，从根本上防止抖动的产生。软件消抖，在第一次检测到有键按下时，执行一段延时程序之后，-
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- .word.zl. 再检测此按键，如果第二次检测结果仍为按下状态，CPU便确认此按键己按下，消除了抖动。
三、工程中的器件及其封装
1、材料清单，如表1所示。
表1 工程材料清单
Comment Designator Footprint Quantity
B04 SOT-23
2TY Beep WH06-2 1
10uf/25v 5*11 C1 RB.2/.4 1
30pf/50v5% C2、C3 0805 2
PNP Q1 TO92A 1
B73 0805F R1 AXIAL-0.3 1
SW-PB S1，S2，S3 SW-PB-276 3
STC89C52 U1 PDIP40CZ 1
DC-002 US1 DIP 1
XTAL Y1 HC-49S 1
B01 0805F 1% R2 AXIAL-0.3 1
2、工程中元器件及其封装 -
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〔1〕STC89C52单片机插座封装
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940
图8 STC89C52单片机插座封装图
〔2〕0805电阻封装
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图9 0805电阻封装图
