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单片机原理及接口技术

课程设计报告

题 目:基于51单片机三首歌音乐门铃设计

学 院: 物理与信息工程学院 专 业: 09通信工程 学 号: 姓 名: 指导老师: 完成日期: 2012年5月18日

一、设计功能要求

传统的电子音乐门铃通常采用分立元件或专用的音乐IC制作。本次设计用一个用STC89C52RC单片机设计的电子音乐门铃，仅需STC89C52RC单片机最小系统再加一片LM386做音频小功放驱动扬声器发声。客人来访时，按一下按钮，门铃就会奏出优美的电子音乐声；再按一下，门铃又会奏出下一首电子音乐声音．共可以奏出六首不同旋律的歌曲。

二、主要技术指标

1、利用STC89C52单片机定时中断实现输出不同频率的方波，通过一个简单的驱动电路使扬声器发出音乐，并通过外中断T0控制音乐播放，每按一次T0播放一首不同的音乐，使其能够播放三首歌曲后又循环播放。

2、其电路是由：STC89C52单片机最小系统电路和一个由电阻和音频小功放组成的驱动电路及扬声器再加上控制音乐播放的外中断T0。

3、音乐是由音符组成，不同的音符是由相应频率的振动产生。产生不同的音频需要有不同固定周期的脉冲信号。要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期T(1／f) ，然后将此周期T除以2，即为半周期的时间。我们利用单片机的内部定时器TO，使其工作在计数器模式MODEl下．初始化适当的计数值THO及TLO以计时这个半周期时间。每当计时时间到后就将输出脉冲的P1.0口反相。然后重复计时此半周期时间，再对P1.0口反相，就可在单片机Pl.0引脚上得到此频率的脉冲。P1.0引脚脉冲接LM386作音频功放，然后辅出到扬声器，从而发出美妙的乐音。

例如设单片机晶振为12MHz，每计数一次用时1μs。我们要产生f低音DO，其频率为392Hz，周期T=1／392=2551μs，半周期时间为1276μs。因此计数器应每计数1276次时将P1.0口反相， 即计数初值应设定为(THxTLx)=

一1276=64260，就可得到低音D0。P3.5

口作为控制门铃的按钮，每按一次，产生的电子乐音就改变一次，按完3次，再重复循环。3首歌曲分别为《爱情买卖》、《生日快乐》、《不倒翁》。

三、设计方案

电路仍以STC89C52为主要控制芯片，采用单片机最小系统和外围驱动电路推动扬声器发出声音，此电路更为简单，程序不复杂，通过外中断T0控制音乐的播放，并且三首歌曲能够循环播放。音乐声音稳定、清晰。减少了外围电路原件，节约了成本，电路基本框图如图1所示。

电源电路 控制芯片STC89C52 振荡电路 播放控制 简单驱动电路 扬声器 图1 方案方框图

四、主要元器件功能介绍

1、STC89C52RC芯片

STC89C52RC有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52RC可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

▲ 芯片封装与引脚功能

▲ 主要功能特性：

· 兼容MCS51指令系统 · 8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM · 32个双向I/O口 · 256x8bit内部RAM · 3个16位可编程定时/计数器中断 · 时钟频率0-24MHz · 2个串行中断 · 可编程UART串行通道 · 2个外部中断源 · 共6个中断源 · 2个读写中断口线 · 3级加密位

· 低功耗空闲和掉电模式 ·软件设置睡眠和唤醒功能

2、LM386音频功率放大器

LM386是音频功率放大 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。

▲ LM386引脚图

▲ 主要特性

·静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电。 ·工作电压范围宽,4-12V or 5-18V。 ·外围元件少。

·电压增益可调,20-200。 ·低失真度。

LM386电源电压4--12V，音频功率0.5w。LM386音响功放是由NSC制造的，它的电源电压范围非常宽，最高可使用到15V，消耗静态电流为4mA，当电源电压为12V时，在8欧姆的负载情况下，可提供几百mW的功率。它的典型输入阻抗为50K。

五、系统硬件电路设计

1、硬件电路设计

图2 电路原理图