基于单片机的叮咚门铃(3)

2019-03-27 23:48

外,此开关相当廉价,作为本设计中门铃按钮再适合不过。

(5)系统电源的选择

方案一:直接使用AA电池电力结构很简单,但供电能力很差,不易长时间供电,更换电池更频繁。

方案二:采用USB 5v电源接口。供电方式可以多样化,可以采用电源适配器、开关电源等供电。这样,系统的供电方式就比较灵活。

综合以上方案,进行多方面的比较分析,方案二符合任务要求,故选择方案二。 2.2.3 系统软件方案

任何一个系统的软件设计都是很重要的,硬件好比设计的骨架,而软件则是设计的灵魂,二者缺一不可。本节主要对基于单片机的叮咚门铃的实际设计中涉及到编程语言和开发环境进行分析,从而比较并确定合适的设计方案。

编程语言的选择

方案一 :采用汇编语言编程:

汇编语言是面向硬件的编程语言,它用了一种助记符号对01指令或者数据进行标识。汇编语言的机器指令组件符号操作码到处理器可以识别的组件,称为组合或装配。但是由于汇编语言的可读性差及不适合编写工程量大程序,所以我没有选用这个方案。

方案二 :采用C 语言编程:

C 语言是一种面向过程的编程语言。它是由美国贝尔研究所的于1972 年推出,之后,C 语言成为一种较为流行的一种程序设计语言。可作为底层硬件的开发语言,也可以作为应用程序开发语言。

综合以上方案,进行多方面的比较分析,方案二符合任务要求,故选择方案二。 (2)开发环境的选择

采用Keil C51集成开发环境:

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程,那么Keil C51是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言

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编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。

第3章 系统硬件设计

这一章主要是对基于单片机叮咚门铃设计硬件系统方面做一个详细的介绍。该系统的所有操作与控制是由主控芯片STC89C51来完成的,对于这个系统来说,硬件是

重中之重,软件是在硬件层上对硬件的各个功能进行调度及使用,以下我就对我这个系统中的硬件层设计做个详解吧。

系统硬件总体设计结构详见第二章的系统总体结构一节,接下来将详细介绍电路模块。 3.1供电系统

我们都知道,电源电路是电子设计中不可缺少的一部分,任何电子设备都需要电源供电,这节中。

数字系统中很多芯片供电是5v或3.3v供电,我这里用的是5v电源供电,是利用用LM7805这种芯片实现的。

3.1.1器件描述

lm7805是三端稳压电源模块,顾名思义,三端IC是指这种稳压用的集成电路,外围电路简单,正面看,只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管,额定输出电流1.5A,最大输入电压35V,输入输出压差的最大值是30V,最小值2V,输出电压5V,误差0.2V,实际应用时应根据压差和电流确定7805上的耗散功率,增加适当的散热装置。是12v电源转5v电源的最佳选择。

3.1.2电路设计

12V 到5V 的转换如图5.1.1所示:

*** ***

**(有待电路图)**

***

3.2.控制系统设计

在该系统中,需要对按键的实时扫描,实时判断用户对按键的操作,同时控制门铃的声音播报系统进行控制。所以,就得有功能与性能较好的MCU,因此STC89C52这款芯片便担起了重任。

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3.2.1 STC89C51描述

STC89C52单片机是宏晶科技公司生产的12T增强系列单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,强干扰场合在众多的51系列单片机中更具有竞争力。它采用的是8051指令、而且其片内的具有大容量程序存储器且是FLASH工艺的,如它内部就自带8K的FLASH ROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且STC系列单片机支持串口程序烧写。显而易见,这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密,这又很好地保护了你的劳动成果。重要的一点STC89C52目前的售价与传统51差不多,市场供应也很充足。是一款高性价比的单片机。

1. 8051 CPU,12T,单时钟/机器周期,指令代码完全兼容传统8051; 2.工作电压:5.5v-3.3v(5v单片机)或3.3v-2.5v(3v单片机) 3.工作频率范围:0 - 80MHz 4.用户应用程序空间8K字节 5.片上集成512字节RAM;

6.通用I/O口36个,复位后为:准双向口/弱上拉(普通8051传统I/O口),可设置成四种模式:准双向口/弱上拉,推挽/强上拉,仅为输入/高阻,开漏,每个I/O口驱动能力均可达到20mA;

7. ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器 可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序;

8.有EEPROM功能; 9. 看门狗;

10.内部集成MAX810专用复位电路

11.时钟源:外部高精度晶体/时钟,内部R/C振荡器用户在下载用户程序时,可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟,但由于内部时钟存在误差,精度要求不高时,可选择使用内部时钟;

13. 定时器:共3个16位定时器

14. 2个时钟输出口,可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟,可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟;

15.外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块, Power Down模式可由外部中断唤醒,INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通过寄存器设置到P4.2 ), CCP1/P1.4 (也可通

过寄存器设置到P4.3);

16.A/D转换:10位精度ADC,共8路,转换速度可达250K/S(每秒钟25万次) 17.通用全双工异步串行口(UART);

18.工作温度范围:-40 - +85℃(工业级) / 0 - 75℃(商业级)

图3-1 STC12C5A60S2管脚图

3.2.2 电路设计 VCC:供电电压; GND:接地;

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口。当P1口的管脚写“1”时,被定义

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