【文章內(nèi)容簡介】 其額定電壓為 ，工作電壓范圍為 ，最大電流 ，電 阻 610歐。經(jīng)實測元件知其電阻為 10歐姆。 根據(jù)圖 44所構(gòu)成的電路圖計算如下： 假設蜂鳴器在額定電壓下工作 ，則 集電極電流 ARVIC ??? 根據(jù)集電極電流滿足所選三極管的要求，最終選擇 PNP型 S8550三極管。其耗散功率 ， S8550放大倍數(shù) 40140,集電極電流 ,集電極 基極電壓 40V ,集電極 發(fā)射極擊穿電壓 25V,集電極 發(fā)射極飽和 電壓 。 本設計購買的三極管放大倍數(shù)為 100。根據(jù)放大倍數(shù) 基極電流 AII CB ??? ? 基極電阻 ????? 200 C E QCCB I VVR 為了保證電路工作的 可靠性，將電阻選大一些，且根據(jù)常用的電阻型號選擇 220歐姆的電阻。 室內(nèi)門鈴電路原理圖如圖 。 圖 室內(nèi)門鈴電路原理圖 11 元件分類和清單 基于單片機的多用戶門鈴的設計，所需要的元件的所屬分類和清單列表如表 42所示。 表 42 所需元件分類 元件名稱 所屬類 所屬子類 元件個數(shù) AT89C51 Microproce Bsor ICs 8051 Family 1 CAP Capacitors Generic 2 CAPELEC Capacitors Generic 1 CRYSTAL Miscellaneous 1 RES Resistors Generic 14 PNP Transistors Bipolar 4 SPEAKERER Speakers amp。 Sounders 5 BUTTON Switches amp。 Relays Switches 9 LEDRED Optoelectronics LEDs 9 12 5 系統(tǒng)軟件設計 多用戶門鈴設計的流程圖 根據(jù)設計所要實現(xiàn)的功能，考慮到編程簡潔，容易達到要求，多用戶門鈴的程序流程圖 如圖 。 圖 程序流程圖 門鈴程序的編寫 程序主要完成的是在運行的時候給端口 P1和 P3置高電平，并且判斷各個開關(guān)是否被按下，如若被按下就執(zhí)行相應的程序，給相應的管腳提供相應的電平，并且調(diào)用延時程序并以達到門鈴響起或者 LED燈點亮的效果。這就是這個程序需要完成的功能，根據(jù)電路圖需要達到的效果，編寫的 C語言程序可以滿足以上的所有要求。本設計的基于單片機的多用戶門鈴程序如附錄 C所示。 13 6 仿真與調(diào)試 KeilC51 編譯軟件 Keil C51是美國 Keil Software公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言 在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。 Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解 [6]。 首先，打開 keil編譯軟件，然后在菜單欄上找到 Project并選擇 New Project，在給工程命名并且保存工程，保存完成之后會彈出單片機芯片的選擇框，找 到芯片 AT89C51并且這樣就完成了在 keil中新建工程的操作。如圖 。 圖 在 keil中新建工程 14 工程新建完成之后，在新建一個文本文件，并把程序錄入到該文本文件當中。多用戶門鈴程序錄入如圖 。程序錄入完成之后在菜單欄上找到 File然后選擇 save保存，在彈出保存框里給文件命名，并且需要將該文件的后綴名修改成 .c格式，如圖 所示。 圖 錄入門鈴程序 圖 保存程序 15 把文件添加到工程中，首先在 Source Group1點擊右鍵找到 Add Files to Group就把文件添加到工程中了，如圖 。 圖 把文件添加到工程 16 在 Option for Target對話框中，選中“ Output”選項卡中的“ Create HEX File”選項和“ Debug”選項卡中的“ Use： Proteus VSM Simula”選項。點擊 Build target編譯 C語言程序，檢查程序是否有錯，沒錯可以直接調(diào)用生成的 .HEX文件。有錯就改正程序中的錯誤，直到?jīng)]有錯誤提示才能調(diào)用生成的 HEX文件。本次設計的門鈴程序通過編譯，沒有錯誤和提醒。如 圖 。 圖 編譯程序 圖 ： (1)Linking：連接中。 (2)Program Size: data= xdata=0 code=552： 程序大?。簝?nèi)部數(shù)據(jù) = ，外部數(shù)據(jù) =0字節(jié)，代碼 =552字節(jié)。 (3)creating hex file from wzh：創(chuàng)建名為“ wzh”的 HEX文件。 (4)wzh 0 Error(s), 0 Warning(s) ：“ wzh”文件有 0個錯誤， 0個警告。 17 PROTEUS 仿真軟件 Proteus軟件 是英國 Labcenter electronics公司出版的 EDA工具 (仿真軟件 )。它不僅具有其它 仿真 軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者 和 單片機愛好者的青睞。在編譯方面，它支持 IAR、 Keil和 MPLAB等多種 編譯器 [7]。 Proteus 軟件除了可以編輯設計電路原理圖，還可以進行電路仿真。首先在畫好的電路原理圖中選中需要編寫程序的芯片，并單擊鼠 標左鍵，打開 Edition Component對話框，設置單片機晶振頻率為 12MHZ，在此窗口中的 program file欄中，選擇之前用 keil軟件生成的 KEIL生成的 HEX文件。在 Proteus的菜單欄中選擇 file并 Save Desig選項，保存設計。在 Proteus的菜單欄中， 打開 Debug下拉菜單，在菜單中選中 Use start/restart debugging選項，這樣 proteus中繪制的電路原理圖就可以鏈接上， keil中生成的 HEX文件進行仿真了。 打開 proteus軟件，在 File的下 拉菜單中找到 New Design新建 Proteus并選擇 A4版面，然后保存，這樣就完成 proteus的新建了。如圖 。 圖 新建 proteus A4 版面 18 把元件排布好后，使用導線將各個元件連接起來，最后繪制完成電路原理圖，本設計的門鈴電路原理圖如圖 。 圖 在 proteus 中繪制電路原理全圖 19 仿真說明與分析 在 proteus里仿真時，首先把畫好的電路原理圖， 鏈接上 keil中生成的 .HEX文件進行仿真。在 Proteus的菜單欄中，打開 Debug下拉菜單，在菜單中選中 Use start/restart debugging選項。準備就緒可以直接仿真。 按下相應的開關(guān)，觀察電路的相應狀態(tài)。當按下開關(guān) k1時 ， LS1就會相應的響起。按下開關(guān) k2時門鈴 LS2就會相應的響起，以此類推。當按下開關(guān) k5至 k8的任意一個時 LED燈就會點亮 ,并且延時 ， LED燈點亮就表示大門的開啟。當按下連接外部中斷 INT0的按鈕時，揚聲器 LS5會發(fā)出警報的響聲， 8個 紅色 led燈也會順時針旋轉(zhuǎn)閃爍，每次都是點亮 3個紅色 LED燈，仿真運行時然后會不停循環(huán)點亮。在整個仿真 中，已經(jīng)實現(xiàn)了各個功能和達到了預期的效果。仿真結(jié)果如圖 。 圖 軟件仿真結(jié)果 20 7 電路板制作 PCB 的制作過程 PCB 的布局和 3D 視圖 在 Proteus軟件中提供了從原理圖設計到簡單 PCB制作以及仿真 [11]，因為我的 PCB涉及的元器件不多，所以我們選擇 Proteus中的 ARES套件來進行繪制 PCB，從 Proteus中的ISIS套件中編譯網(wǎng)表連接到 ARES中進行布局，經(jīng)過半個小時的小心布局，我的布局情況具體如下圖 ： 圖 布局全圖 21 為了清楚的 看到 我們的 布局是否合理與美觀， Proteus軟件提供了 3D視圖功能 [12]，大家可以很直觀的看到自己的 布局情況 ，我的 3D視圖如下圖 ： 圖 3D 視圖效果 PCB 的布線與鋪地銅 布好局就要開始布線了，雖然在 Proteus軟件中提供了自動布線功能，但是自動布線之后還是要自己手動修改一些不如意的地方，因為我的設計不復雜，所以我選擇自己手動布線，然后給 PCB的頂層和底層進行鋪地網(wǎng)絡的銅皮，這是為了增加電路板的抗干擾性，布好線與鋪好銅之后的效果圖分別如下圖 ： 22 圖 布線效果圖 圖 鋪地效果圖 23 電路元器件的搜集 為了更好的完成畢業(yè)設計，我特意從實習公司帶回一些小器件，列如：電阻、電容、LED燈等等，但是還缺少 AT89C51芯片、萬能板、按鈕、蜂鳴器等等，所以我利用周六到北京的中發(fā)電子市場去配了這些，順便了解一下電子世界，去了之后確實有很大的見識和收獲。盡管我盡力的想把畢業(yè)設計做得更好一點，但是做出實物確實有點困難，對于我的這個設計而言，最大的困難是制造 PCB板實物和燒寫程序到單片機中，沒能做出實物是畢業(yè)設計的一大遺憾，但是通過此次設計，我收獲真 的很大。下面我將我搜集的一些主要電子元器件通過圖片放上來，具體如下圖： 圖 萬能板 24 圖 AT89C52 芯片 圖 電子元器件 25 參考文獻 [1] 何立民 .MCS51系列單片機應用系統(tǒng)設計 [M].北京：航空航天大學出版社 ,1990:56. [2] 楊文龍 .單片機原理與應用 [J].西安：西安電子科技大學出版社 ,1999:2228. [3] 潘永雄 .新編單片機原理與應用 [M].西安電子科技大學出版社 ,2021:916. [4] 彭為 .單片機典型系統(tǒng)設計實例精講 [J].北 京：電子工業(yè)出版社 ,2021:5562. [5] 馬忠梅 .單片機的 C語言應用程序設計 [M]. 北京 :航天航空大學出版社 ,2021:87155. [6] 劉明 . Keil Vision單片機技術(shù)與實踐 [J].清華大學出版社 ,2021:627. [7] 江世明 .基于 Proteus的單片機應用技術(shù) [M].電子工業(yè)出版社 ,2021:1243. [8] 臧春華 .電子線路設計與應用 [M].北京：高等教育出版社 ,2021:132167. [9] 楊幫文 .使用電子小制作精選 [J].人民郵電出版社， 2021:89109. [10] 馮育長 .單片機系統(tǒng)設計與實例分析 [M].西安電子科技大學出版社， 2021:7495. [11] Myke Predko 著張曉林等譯 .電路原理與設計實例解析 [J]， 2021:3678. [12] 楊幫文 .使用電子小制作精選 [J].人民郵電出版社， 2021:104123. 26 致謝 本設計是在老師的指導下完成的。首先，感謝老師在論文的選題、設計方案的確定、設計的進行以及最后的設計說明書的撰寫整個過程中給予我細心的指引和教導，使我能順利完成畢業(yè)設計。老師 淵博的知識、敏銳的學術(shù)思維、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求實的科學態(tài)度和工作作風以及創(chuàng)新的工作精神，令我終身受益，是我畢生學習的典范，值此論文完成之際，謹向王少杰老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 除此以外，我還要感謝我實習公司各位給我技術(shù)幫助的各位前輩，在他們的幫助下我少走很多彎路，大大減少了我的設計工作量，以致我能準時完成畢業(yè)設計，在此次設計中，我真的收獲很大，對 51 單片機的認識和了解比以前提升了很多很多 最后，感謝培養(yǎng)教育我的大學，其濃厚的學習氛圍，舒適的學習環(huán)境，我將終生難忘。在四年的大學生涯里，還得到眾多老師的 關(guān)心支持和幫助。在此，謹向老師們致以忠心的感謝和崇高的敬意！ 27 附 錄 附錄 A：英文原文 Structure and function of the MCS51 series Structure and function of the MCS51 series onechip puter MCS51 is a name of a piece of onechip puter series which