【正文】 摘要隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化、智能化的浪潮正在席卷世界的每一個角落，電子音樂門鈴系統(tǒng)進入住宅，它正全方位地改變?nèi)祟惖纳鐣睿谷藗兊纳畎l(fā)生了翻天覆地的變化。由于人們生活水平的不斷提高，越來越重視住宅的質(zhì)量、安全性以及信息的獲取和管理，這又大大促進了電子音樂門鈴系統(tǒng)的發(fā)展。各種方便于生活的電子音樂門鈴系統(tǒng)開始進入人們的生活，以單片機為核心的電子音樂門鈴系統(tǒng)就是其中之一。它實用性強，功能齊全，技術(shù)先進，使人們相信這是科技進步的成果；它更讓我們懂得，數(shù)字時代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 電子音樂門鈴系統(tǒng)是應(yīng)用了單片機編程技術(shù)、串行通信而設(shè)計的一種電控信息管理的智能系統(tǒng)。本論文介紹了一種用單片機ATmega16來控制的智能門鈴系統(tǒng)的工作原理，并給出了其完整的硬件電路和軟件的設(shè)計方案與實現(xiàn)方法。 通過對“電子音樂門鈴系統(tǒng)”課題的學(xué)習(xí)和設(shè)計，使我了解ATmega16單片機的特性；進一步的掌握了單片機進行多機通信的原理，對以后的學(xué)習(xí)和工作做了一個很好的鋪墊。 關(guān)鍵詞：單片機；電子音樂門鈴；C語言編程 AbstractAs the Internet technology and the rapid development of information munication technology, information, intelligent wave is swept every corner of the world, electronic music system into a house, it rang is allaround change of human social life, makes the life of people has undergone earthshaking changes. As people living standard rise ceaselessly, pay more attention to the quality of housing, security and data acquisition and management, which greatly promoted the development of the intelligent system. Various convenient life of intelligent doorbell system began to enter the life of people, based on single chip intelligent bell system is one of them. It is practical, plete functions, advanced technology, make people believe that it is the results of scientific and technological progress, Let us know more, and digital age will change the development of human life, will speed up the development of science and technology.The electronic music systems are used for microcontroller programming techniques, serial munication and design of a kind of electronic information intelligent management system. This paper introduces a kind of MCU ATmega16 to control the working principle of the system, intelligent, and gives a plete hardware circuit and software design and realization method.Based on the smart subject system of intelligent design and learning, I understand the characteristics of ATmega16, grasp the singlechip puter munication on the principle of learning and work to make a very good.Keywords: SCM；electronic music doorbell；C Programming language 目錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 3 電子音樂門鈴設(shè)計的意義 3 電子音樂門鈴設(shè)計的原則 3 研究內(nèi)容及步驟 3第2章 AVR單片機簡介 5 5 5 單片機的發(fā)展 5 7 單片機應(yīng)用領(lǐng)域 9 ATmega16單片機簡介 10 ATmega16單片機定義 10 ATmega16單片機引腳 11 ATmega16單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) 13 AVR 中央處理器CPU 15 系統(tǒng)時鐘部件 16 AVR 單片機最小系統(tǒng) 16 ATmega16單片機主要特性 17第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 21 系統(tǒng)硬件方案介紹 21 時鐘頻率電路設(shè)計 21 復(fù)位電路的設(shè)計 22 22 蜂鳴器 23 24 24 25第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 26 系統(tǒng)軟件設(shè)計思路 26 程序流程圖 26 音樂程序的設(shè)計原理 28 28 28 防抖動程序設(shè)計 31 電路調(diào)試 34結(jié)論 35致謝 36參考文獻 37附錄（一） 38附錄（二） 43附錄（三） 50 第1章 緒論 電子音樂門鈴設(shè)計的意義 眾所周知，門鈴已經(jīng)走進千家萬戶，成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚囊徊糠?。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的“叮咚”門鈴已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代人的需要，單片微機的出現(xiàn)解決了這個問題。單片機作為小型智能化控制設(shè)備，由于其體積小、易于控制，性價比高等優(yōu)點已深入到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域。我們可以利用單片機對門鈴進行智能控制，使它可以播放出美妙的音樂，告別“叮咚”的時代。作為21世紀的工科大學(xué)生，不僅需要熟練地使用通用微機進行各種數(shù)據(jù)處理，還要把計算機技術(shù)運用到專業(yè)領(lǐng)域或相關(guān)領(lǐng)域，即具有“開發(fā)”能力。 本設(shè)計就是在ATmega16單片機的基礎(chǔ)上將傳統(tǒng)門鈴智能化，滿足人們的現(xiàn)代化需求。作為智能化的門鈴，它擁有播放音樂和報警等多種功能，實用性高，物美價廉，適用于批量化和小型化生產(chǎn)。 電子音樂門鈴設(shè)計的原則 可靠性：系統(tǒng)應(yīng)保證長期安全地運行。系統(tǒng)中的硬軟件及信息資源應(yīng)滿足可靠性設(shè)計要求。安全性：系統(tǒng)應(yīng)具有必要的安全保護和保密措施?？垢蓴_性：系統(tǒng)應(yīng)具有較強的抗干擾性，對各類用戶的誤操作應(yīng)有提示或自動消除的能力。 適應(yīng)性：系統(tǒng)應(yīng)對不斷發(fā)展和完善的統(tǒng)計核算方法、調(diào)查方法和指標體系具有廣泛的適應(yīng)性?？蓴U充性：系統(tǒng)的硬軟件應(yīng)具有擴充升級的余地，不可因硬軟件擴充、升級或改型而使原有系統(tǒng)失去作用。實用性：注重采用成熟而實用的技術(shù)，使系統(tǒng)建設(shè)的投入產(chǎn)出比最高，能產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。先進性：在實用的前提下，應(yīng)盡可能跟蹤國內(nèi)外最先進的計算機硬軟件技術(shù)、信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使系統(tǒng)具有較高的性能指標。易操作性：貫徹面向最終用戶的原則，使用戶操作簡單直觀，易于掌握。 研究內(nèi)容及步驟目前，單片機越來越廣泛的運用到社會的各個領(lǐng)域，其中運用比較多的主要在大眾生活方面、以單片機為控制中心的智能小系統(tǒng)。在本設(shè)計中，我們采用了單片機控制多模塊設(shè)計，便于檢查和維修。該設(shè)計的基本原理為以ATmega16單片機作為控制單元，控制報警系統(tǒng)，由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)主要包括：ATmaga16單片機 具有16KB系統(tǒng)內(nèi)flash的8位AVR微控制器，它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。它可以擦除只讀存儲器至少可以反復(fù)擦除10，000次。石英晶體振蕩器 它是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。 蜂鳴器 它是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 LED燈 它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附 在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。軟件系統(tǒng)主要用C語言程序控制單片機使其正常工作。 本文主要分為以下幾個部分： 第1章 對本課題的主要研究內(nèi)容、目的、開發(fā)環(huán)境進行概括。 第2章 對單片機的功能與組成進行了分析。 第3章 對系統(tǒng)硬件的組成及設(shè)計進行了介紹。 第4章 詳細地對各模塊的流程圖及程序進行了敘述。 第2章 AVR單片機簡介單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機也被稱為微控制器，是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復(fù)雜的而對提及要求嚴格的控制設(shè)備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。當代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。單片機比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有12部單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。 單片機的發(fā)展1970 年微型計算機研制成功后，隨后就出現(xiàn)了單片機。美國Inter 公司在1971 年推出了4 位單片機4004；1972 年推出了雛形8 位單片機8008。特別是在1976 年推出MCS48單片機以后的三十年中，單片機的發(fā)展和其相關(guān)的技術(shù)經(jīng)歷了數(shù)次的更新?lián)Q代。其發(fā)展速度大約每三四年要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番。盡管單片機出現(xiàn)的歷史并不長，但以8 位單片機的推出為起點，那么，單片機的發(fā)展大致可分為四個階段。 第一階段（1976 年1978 年）：初級單片機階段。以Inter 公司MCS48 為代表。這個系列的單片機內(nèi)集成有8 位CPU、I/O 接口、8 位定時器/計數(shù)器，尋址范圍不大于4K 字節(jié)，簡單的中斷功能，無串行接口。 第二階段（1978 年1982 年）：單片機完善階段。在這一階段推出的單片機其功能有較大的加強，能夠應(yīng)用于更多的場合。這個階段的單片機普遍帶有串行I/O 口、有多級中斷處理系統(tǒng)、16 位定時器/計數(shù)器，片內(nèi)集成的RAM、ROM 容量加大，尋址范圍可達64K 字節(jié)。一些單片機片內(nèi)還集成了A/D 轉(zhuǎn)換接口。這類單片機的典型代表有Inter 公司的MCS5Motorola 公司的6801 和Zilog 公司的Z8 等。 第三階段（1982 年1992 年）：8 位單片機鞏固發(fā)展及16 位高級單片機發(fā)展階段。在此階段，盡管8 位單片機的應(yīng)用已廣泛普及，但為了更好滿足測控系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用的要求，單片機集成的外圍接口電路有了更大的擴充。這個