1 绪论
以下是关于此次毕业设计的题目北京以及目的，国内外研究状况，题目研究方法还有论文构成和研究内容的介绍。 1.1 题目背景及目的
随着时代的发展和进步，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[1]。
由于电子音乐门铃具有铃声悦耳动听，价格低廉、耗电少等优点，在现代家具中的应用越来越流行。有了电子音乐门铃，在有客人在拜访时，听到的将不再是单调的提示等候音，而是不同凡响的流行音乐旋律、特效音等个性化的电子声乐。
1.2 国内外研究状况
目前在家庭住宅中使用的电子门铃大多数是没用音乐，只有简单的叮咚叮当的声音，比较单调。其中绝大多数没有按钮提示以及其他功能，要不就是造价昂贵，诸多缺点。
经了解，现在市场上所有销售的门铃主要有以下几种：
1、敲击式电子音乐门铃，采用声控触发电路和音乐集成电路组成，通过一个可调电阻来控制喇叭的灵敏度，一个电容快速充电来维持后续工作；
2、不用按钮的音乐门铃，采用红外线发射接收电路和自激多谐振荡电路构成，荡发出的红外线被人遮挡住的一瞬间，扬声器就发出有没动听的音乐； 3、带们演示电路的音乐门铃，采用低功耗交流继电器TLP3502和高频小功率管组成。只要按下门铃按钮就会同时打开门灯，使主人可以通过门镜来识别来客身
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份。门灯经一段时间的延时后自动熄灭；
4、无限遥控门铃，采用脉冲调制发射，及石英晶振稳频技术，实现远距离遥控。
1.3 题目研究方法
充分调查研究并且认真深刻学51芯片功能以及使用方法，掌握单片机应用系统的开发流程、硬软件系统设计以及相关工具软件的使用方法，同时对被控的实际应用对象有更深入的了解，达到学以致用、系统地整合所学专业知识的目的，达到设计的系统抗干扰能力强、稳定可靠、成本低廉、使用方便，满足相关的功能要求。
掌握单片机的体系结构、工作原理、指令系统与编程技巧以及相关接口技术，熟悉单片机开发工具并掌握单片机应用系统的设计开发流程；选择并设计合理的补偿算法与程序结构；掌握相应的抗干扰措施；设计出系统的硬件结构与接口电路，编写相关软件。 1.4论文构成及研究内容
论文主要有绪论、电子音乐门铃系统简介（分析功能要求、系统原理与控制方法）、系统硬件设计、系统软件设计、系统调试与实现、结论、参考文献、致谢、附录各部分组成。
研究内容为开发研究出低成本音乐门铃。本文利用单片机体积小、速度快、 功能强、性能可靠、价格低廉等优点，介绍了用AT89C52单片机设计电子音乐门铃的方法，系统实现简单、功能稳定。日后可在此基础上进一步完善，如增加语音防盗报警功能、有人无人语音门铃切换功能，甚至增加可视对讲功能等。
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2 电子音乐门铃系统简介
了利用单片机为主控制器设计电子门铃的具体方法。该电子门铃具有普通 门铃的功能，而且还具有一些扩展功能。 2.1分析功能要求
本设计要求是要完成低成本音乐门铃设计，芯片可采用51芯片，89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称
[2]
单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁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。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。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，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C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。主要特性：与MCS-51 兼容 ， 4K字节可编程闪烁存储器，寿命：1000写/擦循环，数据保留时间：10年，全静态工作：0Hz-24MHz，三级程序存储器锁定， 128×8位内部RAM， 2可编程I/O线，两个16位定时器/计数器， 5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路[2]。
因为需要用到播放音乐功能，所以需要用到功放电路，其中采用LM386芯片, LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
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2.2 系统原理与控制方法
利用单片机89C52产生乐曲音符，再把乐谱翻译成计算机音乐语言，由单片机进行信息处理，在经过信号放大，由喇叭放出乐曲声。
通过控制定时器的定时时间来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音阶的声音，再利用延迟来控制发音时间的长短，即可控制音调中的节拍。把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定常数和延迟常数，作为数据表格存放在存储器中。由程序查表得到定时常数和延迟常数，分别用以控制定时分别代表某一频率的声音。[3]
以STC89C52RC为核心，加上芯片最小系统电路，按钮，外围电源，LM386功放电路，扬声器电路组成。该系统通过STC89C52RC单片机的中断调用来实现将音符转换为相应的电信号输出到扬声器，组成一首完整的音乐，并通过按钮实现歌曲的转换。 2.3 单片机发音概述
一般来说，单片机不像其他专业乐器那样能奏出多种音色的声音，即不包含相应幅度的谐振频率。单片机演奏的音乐基本都是单音频率。因此单片机演奏音乐比较简单，只需能清楚“音调”和“节拍”两个概念即可。
音调表示一个音符唱多高的频率。 节拍表示一个音符唱多长的时间。
知道了一个音符的频率后，便可以让单片机发出相应频率的振荡信号，从而产生相应的音符声音。通过单片机的定时器进行定时中断，在中断服务程序中将单片机上完结LM386的I/O口来回置高电平或者是低电平的，从而让扬声器发出声音。通过节拍计算出每个音符所需要的时间，采用循环延时的方法来实现控制一个音符唱多长的时间，从而构成一首完整的音乐。 2.3.1 音调
音调主要由声音的频率决定。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随响度增加而下降，高频纯音的音调却随响度增加而上升。
音调的高低还与发声体的结构有关，因为发声体的结构影响了声音的频率。
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大体上，2000 赫兹以下的低频纯音的音调随响度的增加而下降，3000 赫兹以上高频纯音的音调随响度的增加而上升。
例如，在音乐中常常把中音C上方的A音定位标准高音，其频率F=440HZ，其余音均与其进行比较。F1和F2为两个音符，如果这两个音符的频率相差一倍时，也即F2=2*F1时，则称F2比F1高一个频程。
在音乐中音符1与音符2，音符2与音符3……等等之间正好相差一个倍频程，在音乐学中称它相差一个八度音。在一个八度内，有12个半音。由于人耳的听觉效果，这12个音阶的分度基本上是以对数的关系来划分的。只要知道12个音符的音高，也就是其基本频率，就可以根据音符之间的倍频关系得到其他音符的基本音调频率[3]。
以标准高音A的频率F=440HZ，其对应的周期为： T=1/F=1/440=2272us
因此需要在单片机I/O端口输出周期为T=2272us的方波脉冲，也就是t=T/2=2272/2=1136us
也就是说，单片机上定时器的中断出发时间为1136us。如果单片机采用定时器为工作方式1，它以振荡器的十二分频信号为计数脉冲。设外接晶振的振荡器频率为f，则定时器的预置初始值有以下公式来确定： Temp = 65536-(50000/CurrentFre)*10/(12000000/SYSTEM_OSC) TH = Temp /256 TL = Temp %6 2.3.2 节拍
在音乐中，时间被分成均等的基本单位，每个单位叫做一个“拍子”或 称一拍。拍子的时值是以音符的时值来表示的，一拍的时值可以是四分音符（即以四分音符为一拍），也可以是二分音符（以二分音符为一拍）或八分音符（以八分音符为一拍）。
拍子的时值是一个相对的时间概念，比如当乐 曲的规定速度为每分钟 60 拍时，每拍占用的时间是一秒，半拍是二分之一 秒；当规定速度为每分钟 120 拍时，每拍的时间是半秒，半拍就是四分之一 秒，依此类推。拍子的基本时值确定之后，各种时值的音符就与拍子联系在一起。例如，当以四分音符为一拍时，
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