【正文】 ...........................................................................40 附錄 D: 源程序 ............................................................................................................................42 插圖清單圖 11 設(shè)計(jì)框圖…………………………………………………………………………………3圖 21 AT89C51 引腳圖………………………………………………………………………4圖 22 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………6圖 23 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………6圖 24 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器…………………………………………………………………………7圖 25 DS1302 結(jié)構(gòu)框圖………………………………………………………………………8圖 26 DS1302 引腳排列圖……………………………………………………………………9圖 27 時(shí)鐘芯片電路……………………………………………………………………………10圖 28 1602 實(shí)物圖……………………………………………………………………………12圖 29 AT89C51 與 SMC1602 顯示電路……………………………………………………14圖 210 ISD1420 功能塊圖……………………………………………………………………16圖 211 ISD1420 管腳排列……………………………………………………………………17圖 212 AT24C02 引腳圖………………………………………………………………………18圖 213 ISD1420 與單片機(jī)的硬件電路……………………………………………………19圖 31 主程序流程…………………………………………………………………………………………21圖 32 按鍵掃描子程序…………………………………………………………………………22圖 33 門(mén)鈴鍵子程序……………………………………………………………………………23圖 34 語(yǔ)音和顯示子程序 1 流程圖……………………………………………………………24圖 35 語(yǔ)音和顯示子程序 2 流程圖……………………………………………………………24圖 36 PLAY 鍵子程序…………………………………………………………………………25表格清單表 21 復(fù)位后寄存器態(tài)…………………………………………………………………………6表 22 DS1302 的日歷、時(shí)鐘寄存器及其控制字……………………………………………10表 23 1602LCD 的引腳功能表………………………………………………………………12表 24 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器的 11 條控制指令………………………………………13表 25 基本時(shí)序表……………………………………………………………………………13引 言近幾年來(lái)，隨著市場(chǎng)上智能化樓宇的不斷升溫，門(mén)鈴系統(tǒng)已作為智能化辦公室和智能化住宅小區(qū)的一個(gè)重要組成部分，被各商家和用戶所接受。在2022 年，全世界的門(mén)鈴系統(tǒng)銷量比 1999 增長(zhǎng)了接近 10 倍，占整個(gè)安防市場(chǎng)的 40%。目前市場(chǎng)上的門(mén)鈴種類繁多，既有功能比較簡(jiǎn)單的，也有一些功能較強(qiáng)的，如可視對(duì)講門(mén)鈴等。例如，由于任何人都可隨意進(jìn)入居民樓道內(nèi)，因此在居民樓道內(nèi)我們隨處都能看到貼于墻上或樓梯臺(tái)階上的各類紙質(zhì)廣告，也能看到印刷于墻上或樓梯臺(tái)階上的各類廣告，這既影響了樓道內(nèi)的衛(wèi)生，更影響了樓道的美觀，樓宇防盜直按可視對(duì)講門(mén)鈴系統(tǒng)很好的解決了這些問(wèn)題，特別適于居民樓單元入口處防盜門(mén)安裝使用。它通過(guò)對(duì)來(lái)訪者提供一些LCD文字和語(yǔ)音的提示，使它既能給來(lái)訪者一個(gè)較好的感覺(jué)，又能使主人(不在家時(shí))不錯(cuò)過(guò)一些來(lái)訪者。并給出了其完整的硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)方法。雖然它沒(méi)有常見(jiàn)的 PC 那樣大的體積和重量，不會(huì)在辦公桌和控制臺(tái)上占據(jù)一個(gè)顯要的位置，但它就像小小的螺絲釘一樣，鑲嵌在人們工作生活中需要計(jì)算、控制、測(cè)量等智能活動(dòng)的各個(gè)角落。傳統(tǒng)的門(mén)鈴都是叮咚聲，所具備的功能較少，也比較弱，而且結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。而現(xiàn)在主要是一種無(wú)繩電話可視門(mén)鈴對(duì)講系統(tǒng)，包括門(mén)口機(jī)和室內(nèi)機(jī)，所述門(mén)口機(jī)與所述室內(nèi)機(jī)相互連接，所述的門(mén)口機(jī)，包括攝像頭及音頻電路，所述室內(nèi)機(jī)，包括連接到電話線的第一通訊模塊；還包括與所述室內(nèi)機(jī)無(wú)線連接的移動(dòng)終端，所述室內(nèi)機(jī)還包括控制模塊、視頻發(fā)射模塊以及用于在第一通訊模塊和視頻發(fā)射模塊間切換的電話開(kāi)關(guān)模塊，所述電話開(kāi)關(guān)模塊分別與控制模塊和第一通訊模塊連接，所述移動(dòng)終端包括與第一通訊模塊無(wú)線連接的第二通訊模塊以及與所述視頻發(fā)射模塊無(wú)線連接的視頻接收模塊，其中所述第一通訊模塊與第二通訊模塊之間采用時(shí)分雙工通訊。將來(lái)的門(mén)鈴將會(huì)更智能化，更人性化，滿足人類各種需要。 課題的總體設(shè)計(jì)及思路本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是屬于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)功能的典型應(yīng)用，通用性很強(qiáng)，在人們?nèi)粘Ｉ钪杏兄鴱V泛的應(yīng)用。主要功能是當(dāng)主人在家時(shí)，將開(kāi)關(guān)打在“IN ”，來(lái)訪者來(lái)時(shí)按鈴，語(yǔ)音提示：“請(qǐng)稍后，馬上就來(lái)開(kāi)門(mén)”，LCD 顯示：“Please wait for a moment!”并且音樂(lè)響起；當(dāng)主人不在家時(shí)，將開(kāi)關(guān)打在“OUT” ，來(lái)訪者來(lái)時(shí)按鈴，語(yǔ)音提示：“家里沒(méi)人，請(qǐng)留言姓名，謝謝！”LCD 顯示：“Please visit me later!”此時(shí)不響音樂(lè)。系統(tǒng)帶有選擇按鍵控制功能，對(duì)主人是否在家提供主觀上的選擇，當(dāng)主人在家，但不愿意別人的打擾，這時(shí)也可以將選擇按鍵控制為“OUT”，這樣大大不僅具有控制方便簡(jiǎn)單和靈活性大的特點(diǎn)，而且提高了人性化的特點(diǎn)，從而大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。3．硬件電路的連接實(shí)現(xiàn)過(guò)程。時(shí)鐘復(fù)位電路A T 8 9 C 5 1 單片機(jī)音頻放大器按鍵輸入電路1 6 0 2 L C D 顯示電路揚(yáng)聲器音頻發(fā)生器I S D 1 4 2 0 語(yǔ)音提示電路圖 1 1 設(shè)計(jì)框圖第 2 章 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 核心芯片 AT89C51 簡(jiǎn)介該設(shè)計(jì)所用主要芯片是 AT89C51，現(xiàn)對(duì)各組成部分的情況介紹如下：中央處理器，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，定時(shí)器，串行口，中斷控制系統(tǒng)，以及時(shí)鐘復(fù)位電路等等?？梢詫?xiě)為 1，使其狀態(tài)為懸浮用作高阻輸入， P0 也可以在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址的低字節(jié)，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作數(shù)據(jù)總線。P1 口：P1 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口，向 P1 口寫(xiě)入 1 時(shí) P1 口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口，當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的 P1 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。T2EX()定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 重裝載控制。P3 口：P3 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口，向 P3 口寫(xiě)入 1 時(shí) P3 口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口，當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的 P3 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流(見(jiàn) DC 電氣特性)P3 口還具有以下特殊功能。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況 ALE 輸出信號(hào)恒定為 1/6 振蕩頻率并可用作外部時(shí)鐘或定時(shí)，注意每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)時(shí)一個(gè) ALE 脈沖將被忽略 ALE 可以通過(guò)置位 SFR 的 auxlilary0 禁止置位后 ALE 只能在執(zhí)行 MOVX 指令時(shí)被激活。當(dāng)執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器代碼時(shí)，PSEN 每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) PSEN 無(wú)效訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí) PSEN 無(wú)效。XTAL1：晶體 1 反相振蕩放大器輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路輸入。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。在振蕩器工作時(shí)將 RST 腳保持至少兩個(gè)機(jī)器周期高電平，12 時(shí)鐘模式為 24 個(gè)振蕩器周期，6 時(shí)鐘模式為 12 振蕩器周期，可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。單片機(jī)在 RESET 為高電平控制下，程序計(jì)數(shù)器（PC）和特殊功能寄存器的復(fù)位如表 2－1 所示。在復(fù)位有效期間內(nèi)，ALE ﹑PSEN 將輸出高電平 【1】 。2 0 μ F1 0 k ΩR E S E TV C CR E S圖22 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路產(chǎn)生與單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格的按時(shí)序進(jìn)行工作。在 51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端引腳為 XTAL2，在芯片的外部通過(guò)這兩個(gè)腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器 [6]。本設(shè)計(jì)選取晶振為 12MHz，電容為 30pH【2】 。其中內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配情況如圖 24 所示：特殊功能寄存器數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位尋址區(qū)1 2 8 位工作寄存器區(qū)4 組 R 0 R 7F F H8 0 H 7 F H3 0 H2 F H2 0 H1 F H1 0 H圖 24 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) DS1302 芯片簡(jiǎn)介在以單片機(jī)為核心構(gòu)成的裝置中，經(jīng)常需要一個(gè)實(shí)時(shí)的時(shí)鐘和日歷，以便對(duì)一些實(shí)時(shí)發(fā)生事件記錄時(shí)給予時(shí)標(biāo)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片便可起到這一作用，過(guò)去多用并行接口的時(shí)鐘芯片，如 MC146818，DS12887 等。 DS1302 結(jié)構(gòu)框圖與引腳介紹電源控制實(shí)時(shí)時(shí)鐘輸入移位寄存器命令和控制邏輯3 1 * 8R A M振蕩器和分頻器/ R S TS C L KV C C 1V C C 2G N DI / OD A T A B U SADDRESS BUS圖25 DS1302結(jié)構(gòu)框圖1．結(jié)構(gòu)框圖與引腳介紹DS1302 原理框圖見(jiàn)圖 25 所示。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小于 31 日時(shí)可自動(dòng)調(diào)整，包括閏年，有效至 2100 年。7 個(gè)附加字節(jié)的暫存寄存器，包括移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和 RAM。12345678V C C 2X 1X 2G N DV C C 1S C L KI OR S T圖26 DS1302引腳排列DS1302 具有一個(gè)可編程的涓流充電器，主電源和備份電源的雙電源引腳，7 個(gè)附加字節(jié)的暫存寄存器，包括移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和 RAM。DS1302 也可用外部振蕩器驅(qū)動(dòng)，這時(shí) X1 引腳連接外部振蕩器信號(hào)，X2 懸浮。復(fù)位和時(shí)鐘控制——數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?dòng)是由 RST 置為高電平開(kāi)始的，RST 啟動(dòng)控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器，一個(gè)時(shí)鐘周期是一個(gè)下降沿緊跟一個(gè)上升沿，數(shù)據(jù)輸入的時(shí)候，在時(shí)鐘上升沿?cái)?shù)據(jù)必須有效；如果 RST 變低，所有數(shù)據(jù)傳送即被終止，I/0 引腳到一個(gè)高阻狀態(tài)。數(shù)據(jù)輸入——輸入命令字節(jié) 8 個(gè)時(shí)鐘周期之后，在下 8 個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿輸人數(shù)據(jù)，若有額外的 SCLK 周期是不予理睬的，數(shù)據(jù)輸入開(kāi)始位是位 0。3．DS1302 的寄存器DS1302 共有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式，其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如表 22 所列。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫(xiě)除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。表 22 DS1302 的日歷、時(shí)鐘寄存器及其控制字命令字 各位內(nèi)容寄存器名寫(xiě)操作 讀操作取值范圍7 6 5 4 3 2 1 0秒寄存器 80H 81H 00~59 CH 10SEC SEC分寄存器 82H 83H 00~59 0 10MIN MIN時(shí)寄存器 84H 85H 01~12 或 00~23 12/24 0 10 HR HR日寄存器 86H 87H 01~2231 0 0 10DATE DATE月寄存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH周寄存器 8AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 DAY年寄存器 8CH 8DH 00~99 10YEAR YEAR DS1302 與單片機(jī)的硬件電路的設(shè)計(jì)DS1302 與單片機(jī)的連接僅需要 3 條線，即 SCLK、I/O、RST。VCC2 在雙電源系統(tǒng)中提供電源，在這種運(yùn)行方式下 VCC1 連接到備份電源，以便在沒(méi)有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。當(dāng) VCC2 大于 VCC1+ 時(shí)，VCC2 給 DS1302 供電。在本設(shè)計(jì)中，以 AT89C51 為主器件，DS1302 為從器件，RST 接在主器件 上，此引腳為高位的時(shí)候，選中該芯片，對(duì)其進(jìn)行操作。在此設(shè)計(jì)中，主器件在總線上產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，尋址信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)，而從器件則相應(yīng)接受數(shù)據(jù)，送出數(shù)據(jù)。電路圖如圖 27 所示。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，廣泛用于便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA 移動(dòng)通信工具等領(lǐng)域。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度、彩色顯示等。3．液晶顯示器各種類形的顯示原理(1)線段的顯示點(diǎn)陣圖形式液晶由 M*N 個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，則每行由 16 字節(jié)，共 16*8=128 個(gè)點(diǎn)組成。例如，屏的第一行的亮或暗，由 R 人