【正文】 .......................22結(jié)論 ...........................................................................................................................................24參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................25致謝 ...........................................................................................................................................26附錄 A 主文件程序 .................................................................................................................27附錄 B 播放文件程序 .............................................................................................................301 緒論以下是關(guān)于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目北京以及目的，國內(nèi)外研究狀況，題目研究方法還有論文構(gòu)成和研究內(nèi)容的介紹。在利用畫圖工具完成基本電路設(shè)計(jì)后，再焊接電路，最后再進(jìn)入變成部分。擴(kuò)展部分用于規(guī)定的歌曲節(jié)拍，音調(diào)控制。先用 c 語言編寫實(shí)現(xiàn)音樂門鈴的程序代碼，然后將 c 語言用 keil 軟件生成 hex 文件下載到 stc89c51 集成芯片中，利用不同的頻率發(fā)出不同的音調(diào)，利用延時(shí)產(chǎn)生不同的節(jié)拍，通過功率放大器傳送到喇叭使其發(fā)出美妙的音樂。除芯片基本電路部分外，還需要聲音擴(kuò)大部分，用到 386DE 芯片。其中主要運(yùn)用到了 51 芯片，51 芯片是微型處理器， 51 單片機(jī)具有優(yōu)異的性能價(jià)格比、集成度高、體積小、可靠性高、 控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 51 單片機(jī)的低成本音樂門鈴設(shè)計(jì)學(xué) 院 信息工程學(xué)院 專 業(yè) 信息工程 （應(yīng)用電子技術(shù)方向） 年級班別 2022 級（4）班 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2022 年摘 要門鈴的應(yīng)用，在現(xiàn)代社會里隨處可見，但是出于多方面的考慮，如成本的高低，聲音的模式等，需要我們進(jìn)一步去挖掘。本論文的設(shè)計(jì)就是圍繞低成本音樂門鈴進(jìn)行研究開發(fā)。本設(shè)計(jì)中音樂門鈴的基本功能都能由 51 芯片提供，且價(jià)格低廉。整個(gè)系統(tǒng)圍繞價(jià)格低廉展開，拓展功能由程序部分實(shí)現(xiàn)。為進(jìn)一步降低成本，所以本設(shè)計(jì)主要完成部分在于程序，程序分為主體與擴(kuò)展部分。擴(kuò)展部分由主程序，音樂曲目以及歌曲數(shù)組函數(shù)組成。關(guān)鍵詞：單片機(jī)，低成本，程序，音樂注：本設(shè)計(jì)（論文）題目來源于自選。 題目背景及目的隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，控制智能化、儀器小型化、功耗微小化得到廣泛關(guān)注。 近幾年來，隨著市場上智能化樓宇的不斷升溫，門鈴系統(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。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)人們對物質(zhì)生活的滿足，這將會日益成為今后的一個(gè)重要發(fā)展的方向 [1]。有了電子音樂門鈴，在有客人在拜訪時(shí)，聽到的將不再是單調(diào)的提示等候音，而是不同凡響的流行音樂旋律、特效音等個(gè)性化的電子聲樂。其中絕大多數(shù)沒有按鈕提示以及其他功能，要不就是造價(jià)昂貴，諸多缺點(diǎn)。只要按下門鈴按鈕就會同時(shí)打開門燈，使主人可以通過門鏡來識別來客身份。 題目研究方法充分調(diào)查研究并且認(rèn)真深刻學(xué) 51 芯片功能以及使用方法，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程、硬軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及相關(guān)工具軟件的使用方法，同時(shí)對被控的實(shí)際應(yīng)用對象有更深入的了解，達(dá)到學(xué)以致用、系統(tǒng)地整合所學(xué)專業(yè)知識的目的，達(dá)到設(shè)計(jì)的系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定可靠、成本低廉、使用方便，滿足相關(guān)的功能要求。 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容論文主要有緒論、電子音樂門鈴系統(tǒng)簡介（分析功能要求、系統(tǒng)原理與控制方法） 、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)現(xiàn)、結(jié)論、參考文獻(xiàn)、致謝、附錄各部分組成。本文利用單片機(jī)體積小、速度快、功能強(qiáng)、性能可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，介紹了用 AT89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)電子音樂門鈴的方法，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、功能穩(wěn)定。2 電子音樂門鈴系統(tǒng)簡介了利用單片機(jī)為主控制器設(shè)計(jì)電子門鈴的具體方法。 分析功能要求本設(shè)計(jì)要求是要完成低成本音樂門鈴設(shè)計(jì)，芯片可采用 51 芯片，89C51 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 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C2051 是它的一種精簡版本。主要特性：與 MCS51 兼容 ， 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器，壽命：1000 寫/ 擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年，全靜態(tài)工作：0Hz24MHz，三級程序存儲器鎖定， 1288 位內(nèi)部 RAM， 2 可編程 I/O 線，兩個(gè) 16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器， 5 個(gè)中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 [2]。LM386 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器,主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。但在 1 腳和 8 腳之間增加一只外接電阻和電容,便可將電壓增益調(diào)為任意值,直至 200。 系統(tǒng)原理與控制方法利用單片機(jī)89C52產(chǎn)生樂曲音符，再把樂譜翻譯成計(jì)算機(jī)音樂語言，由單片機(jī)進(jìn)行信息處理，在經(jīng)過信號放大，由喇叭放出樂曲聲。把樂譜中的音符和相應(yīng)的節(jié)拍變換為定常數(shù)和延遲常數(shù)，作為數(shù)據(jù)表格存放在存儲器中。 [3]以 STC89C52RC 為核心，加上芯片最小系統(tǒng)電路，按鈕，外圍電源，LM386 功放電路，揚(yáng)聲器電路組成。 單片機(jī)發(fā)音概述一般來說，單片機(jī)不像其他專業(yè)樂器那樣能奏出多種音色的聲音，即不包含相應(yīng)幅度的諧振頻率。因此單片機(jī)演奏音樂比較簡單，只需能清楚“音調(diào)” 和“節(jié)拍”兩個(gè)概念即可。節(jié)拍表示一個(gè)音符唱多長的時(shí)間。通過單片機(jī)的定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)中斷，在中斷服務(wù)程序中將單片機(jī)上完結(jié) LM386 的 I/O 口來回置高電平或者是低電平的，從而讓揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。 音調(diào)音調(diào)主要由聲音的頻率決定。 音調(diào)的高低還與發(fā)聲體的結(jié)構(gòu)有關(guān)，因?yàn)榘l(fā)聲體的結(jié)構(gòu)影響了聲音的頻率。例如，在音樂中常常把中音 C 上方的 A 音定位標(biāo)準(zhǔn)高音，其頻率F=440HZ，其余音均與其進(jìn)行比較。在音樂中音符 1 與音符 2，音符 2 與音符 3……等等之間正好相差一個(gè)倍頻程，在音樂學(xué)中稱它相差一個(gè)八度音。由于人耳的聽覺效果，這 12 個(gè)音階的分度基本上是以對數(shù)的關(guān)系來劃分的。以標(biāo)準(zhǔn)高音 A 的頻率 F=440HZ，其對應(yīng)的周期為：T=1/F=1/440=2272us因此需要在單片機(jī) I/O 端口輸出周期為 T=2272us 的方波脈沖，也就是t=T/2=2272/2=1136us也就是說，單片機(jī)上定時(shí)器的中斷出發(fā)時(shí)間為 1136us。設(shè)外接晶振的振蕩器頻率為 f，則定時(shí)器的預(yù)置初始值有以下公式來確定：Temp = 65536(50000/CurrentFre)*10/(12022000/SYSTEM_OSC)TH = Temp /256TL = Temp %256 節(jié)拍在音樂中，時(shí)間被分成均等的基本單位，每個(gè)單位叫做一個(gè)“拍子” 或 稱一拍。拍子的時(shí)值是一個(gè)相對的時(shí)間概念，比如當(dāng)樂 曲的規(guī)定速度為每分鐘 60 拍時(shí)，每拍占用的時(shí)間是一秒，半拍是二分之一 秒；當(dāng)規(guī)定速度為每分鐘 120 拍時(shí)，每拍的時(shí)間是半秒，半拍就是四分之一 秒，依此類推。例如，當(dāng)以四分音符為一拍時(shí)，一個(gè)全音符相當(dāng)于四拍，一個(gè)二分音符相當(dāng)于兩拍， 八分音符相當(dāng)于半拍，十六分音符相當(dāng)于四分之一拍；如果以八分音符做為 一拍，則全音符相當(dāng)于八拍，二分音符是四拍，四分音符是兩拍，十六分音 符是半拍 [4]。對于計(jì)算機(jī)編程 節(jié)拍碼及節(jié)拍數(shù)如圖 [5]所示：圖 節(jié)拍碼及節(jié)拍數(shù)3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，加上外圍電源時(shí)鐘電路、LM386功放電路及揚(yáng)聲器電路組成。系統(tǒng)通過P3連接功放電路從而驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生電子聲樂，P1 口連接門鈴按鍵。要產(chǎn)生音頻林沖，只要算出某一音頡的周期 T，將此周期 T 除2．即為畢周期的時(shí)間。再對 口反相．就可在單片機(jī) 引腳上得到此頻率的脈沖。通過音頻功放電路，把信號輸出到揚(yáng)聲器，播出美妙的音樂。本系統(tǒng)可以奏出三首不同旋律的歌曲。 當(dāng)前 比 較 流 行 的 Protel 9 Protel 99 SE， 就 是 它 的 前 期 版 本 。 該 軟 件 將 項(xiàng) 目 管 理 方 式 、 原理 圖 和 PCB 圖 的 雙 向 同 步 技 術(shù) 、 多 通 道 設(shè) 計(jì) 、 拓 樸 自 動(dòng) 布 線 以 及 電 路 仿 真等 技 術(shù) 結(jié) 合 在 一 起 ， 為 電 路 設(shè) 計(jì) 提 供 了 強(qiáng) 大 的 支 持 。此電子音樂門鈴的電路設(shè)計(jì)方案如圖 所示圖 PCB 繪制電路圖 主電路設(shè)計(jì)AT89C5l 單片機(jī)簡介:單片機(jī)發(fā)展至今已有 20 余年的歷史，形成了約 50 個(gè)系列 400 余種機(jī)型，設(shè)計(jì)者不可能對每一種芯片都熟悉，因此在選擇芯片時(shí)切勿追趕時(shí)髦，使用從未接觸過的芯片。ATMEL 公司以 E2PROM 技術(shù)和 Intel 公司的 80C31 單片機(jī)核心技術(shù)交換，從而取得 80C31 核的使用權(quán)。ATMEL89 系列單片機(jī)具有下列優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)部含 Flsah 存儲器，在系統(tǒng)開發(fā)過程中，可以十分容易進(jìn)行程序的修改，大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期 [9]。而且隨用戶的需要和發(fā)展，還可以修改，使系統(tǒng)不斷適應(yīng)用戶的最新要求 [13]。AT89C51 是一種低功耗／低電壓、高性能的 8 位單片機(jī)，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MCS 一 51 兼容，雙列直插封裝圖如 [14]所示。 概述　　LM386 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大 器,主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。但在 1 腳和 8 腳之間增加一只外接電阻和電容,便可將電壓增益調(diào)為任意值,直至 200。 　　LM386 的封裝形式有塑封 8 引線雙列直插式和貼片式。LM386 電源電壓 412V，音頻功率 。它的典型輸入阻抗為 50K。其典型應(yīng)用電路如圖 所示。就該 Ic的使用方法和自激嘯叫的防治措施介紹如下。對于由于輸入信號過強(qiáng)引起的嘯叫，可在LM386第①、 ⑨腳之間加阻容網(wǎng)絡(luò)，批量應(yīng)用時(shí)，R的阻值可由實(shí)驗(yàn)決定，或?qū)代換為微調(diào)電位器w，若信號仍然過強(qiáng)，可將 LM386第①、⑤腳懸空。防高頻自激電路原理如圖 所示。作單端輸人時(shí)，閑置的輸入端不要懸空而要接地。對于低頻自激引起的嘯叫可試在輸入端與地之間接一只6．8~22kn 電阻，將第 ⑥腳的濾波電容增大到 1000~F，在制作印制板時(shí)，／i~．M386 盡量靠近電源輸出端?？稍谄涞冖吣_與地之間接一只 0．1 F 瓷片電容，在第④、⑥ 腳間(注：不同于第⑥腳接地 )接一保 0．1 F 瓷片電容 [11]。 軟件介紹本系統(tǒng)程序開發(fā)需要用到 keil、STCISP V35 軟件以及郭天祥 51 開發(fā)板?，F(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本核心是嵌人式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而單片機(jī)是最典型、最廣泛、最普及的嵌入式系統(tǒng)。Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。運(yùn)行 Keil 軟件需要Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、20M 以上空閑的硬盤空間、WIN9NT、WIN202WINXP 等操作系統(tǒng)。 [12]STCISP 是單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對 STC 系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載 STC89 系列、12C2052 系列和