基于单片机的多用户门铃

1、少，巅奏励复学本科毕业论文（设计）题目：基于单片机的多用户门铃学院： 物理与电子科学学院班级：电子三班姓名：鲍鑫指导教师：甄海龙 职称： 助教完成日期：2014 年5 月3 日基于单片机的多用户门铃摘要：城市居民及居民区的安全遭到越来越多居民的关注，不少用户大多数选 取多用户的门铃。本设计主要是为了城市居民楼服务，客人只要在楼下按下相应 主人的门铃，住户就可以听见，进而决定是否开门，按下室内的开关控制楼下的 大门是否打开。本文是介绍采用 stc89c5东控制的多用户门铃，其中包含了设 计及软硬件调试结果。该设计简单实用，提高了小区的安全性，为人们的安全提 供了保障。将会越来越多的人采用本设计。

2、关键词：门铃；stc89c52芯片；软件调试及测试；线路组成1引言 （1）1.1 论文研究背景 1.2 多用户门铃概述 2相关器件与原理 2.1 单片机stc89c5芯片介绍与引脚功能 2.2 led数码管介绍 2.3 矩阵键盘 （6）3方案设计 （7）3.1 设计方案的选择 3.2 多用户门铃设计流程图 （8）3.3 门铃程序编写概要 4仿真调试与制作 4.1 仿真测试 4.2 实物制作与检测 （12）5结论 （12）参考文献 （12）1引言1.1 论文研究背景随着人们生活质量越来越高，小区及人们的住宿安全越来越受到人们的重 视，使用本设计可以保障人们的住宿环境安全，而且可以提高人们的生活质

3、量。 本设计采用stc89c52i片机使八个住户的门铃得到控制，从画电路图到仿真测 试到实物模仿，本设计详细的介绍了其设计目的， 设计过程及制作流程。此多用 户门铃通过stc89c52i片机来实现多用户门铃的作用，连线结构及器件的连接 状态都做了详细的阐述，管脚结构及管脚的功用也说明了其与本设计的联系，它的应用范围也就越来越大。stc89c52i片机具有微电压，高端效能 cmos前， 此片内包含9k byts的可以重新擦改的只能读写代码存储器（epr0m）,这种器件 选用白是atmel公司的占用面积小、复杂度高不易丢弃性存储技术，和标配的 80c51和80c52产品中的片内代码和引脚匹配， 芯

4、片允许程序存储器在系统内部 修改源程序或被一个非专业的的非易失存储器的程序员所修改。单片机内有具有8位内置处理单元（cpu和flash储存单元结构，强有力的效用的 stc89c521l 片机对很多非常复杂的控制利用场景都适用。1.2 多用户门铃概述本设计详细的介绍了其设计目的，设计过程及制作流程。该多用户门铃以 stc89c52单片机当作内置处理单片机，详细介绍了连线结构，管脚结构及管脚 的效用，使其便于扩展功能。适应了时代的发展要求及人们的安全保障。由平常 的每家住户的客人按每家的门到本设计的由楼下的一个总门铃来控制，大大的节约了材料及住户的经费，节约了社会资源，方便了人们的生活。也不会减小

5、小区 的安全性，也不会使客人感觉到浪费时间，使客人第一时间与楼主取得联系。 如 果楼主更多本设计的价值就回的到更加的体现 2相关器件与原理2.1单片机stc89c525片介绍与弓i脚功能芯片stc89c52是由stc集团花费数年时间研究开发商出来的具有非常小 的消耗、极点效益cm0s 8位微处理元件，它包含8k的元件能重复编程flash 储存单元。stc89c52包含完美的mcs-51内处理器，而且更加完善了芯片需要修 改的地方，使其包含了原先的 51芯片不包含的的功能。单芯片中，包含变通的 的8位cpu和使元件能够重复编译flash单元，使得stc89c52为大多数嵌入 式治理管理方面供给非

6、常实用、很高效益的处理方法。芯片中有许多功效的双列直插式电路，主要功能：1 .包括18k结构单元，546结构ram 口，46用线i/o 口，小犬换位定位器， 包括7k eproom, m81oo重复接口，5个20位计时结构、数字缓冲器，六外部 起始位置重新进入结构。2 .具有1片七方面四位间歇构造(配合原先的 51的五片面二级间歇构造)， 完善的三级全面串行接端。其余stc89c52能够编制到ohz非动结构元件处理， 能够撑持两种纯元件能够选择的处理程序能力。3 .在空隙时间下，cpu不在运行，可以让ram运行程序、计算时间端口、 并行端、间歇进行任务。在没有供给的情况下，储蓄 ram的方法，

7、动荡器将会停 止运作，芯片所有程序不在运行，等到再次断路或者芯片重新归位为止。4 .运作速度的极限是35mhz, 7t/12t能够挑选。5 .stc89c52有很高的工作电源电压，可为2.75v,当工作在4v时，电流相 当于5v工作时的1/7。stc89c52在17hz作业时，运行环境需要的保持电流为 4.5ma,间歇x犬态为3ma。6.在没有输入的状态下就只有电流40a。在只有小型微电源下就能进行运行。 它具有以下特点：(1) stc89c52f普通的单片机环境管脚都是匹配的不会发生冲突。(2)芯片中6k字节能够在运行的状态下，同时不间断的编写运行期间需要 的子程序及保存所需要的程序。(3)

8、全面安全的运行状态下，工作范围：ohz27mhz 3块储存子程序的器件； 148x7位底部处理器。(4) 32位单双方面的不间断同步工作线路。(5)三块16位计算器件外加九个中断器件，三级间歇工作指令。7.中断和断供的作业环境下具有非常强大的不受环境影响的功能：(1)高级抵挡外部电力干扰(esd保护)，简单而且在非常短的时间内发出3、 4kv的干扰脉冲。(2)范围大的电源，可以不用担心元件移动；(3)超大面积温度跳跃程度,-70 c82 c ；不允许ale输出；小消耗：无供 应的情况下运行所需要的电流0.3卜a 。8 .间歇环境下：最大消耗4ma。9 .不出现异常的工作环境状态下：最大消耗5m

9、a-8ma010 .无供应的状态就能通过其他中断断接，对于自立发电设备，如水转器、消耗器、便携装备等非常有利tt2pl* t (mx)pli-i pit pl.3-1 pl4 -mos1jp1 5 moslijpl.b- - (sckjp17- rs i(rxdjp3.0 ez fdcd)p3二一匚 -(1nt0)p3.2匚 -口阳1/3一十 j(t0)p3.4- - - - -(t1)p3,5- - -(wr)-p34h (rd) p3j- - e xtal2- )(tali匚 gn 口一匚vccn -po.cxado)-t ,po,2(ad2)- - 二i po3ad手=，p0网a04卜一

10、 ：一po.5ad5)， 口，p0,可用)的一n一 闱j|ad7)， 二i-ea/v 叩一一 二i - ale/prog， ：_1- -p5enshi p2.7(a15) 1 -p2.6a14)l -, ： l，胤5/3卜一 1-p2,4a12)-，p23囹力zz1p2.2(a1d- 二 一 p2i依9卜 npzo(as)图1 stc89c52引脚图结构stc89c52芯片端口功能阐述了其40个端口可以归纳为4种：输入、计 数、运行器件和i0端口，上图1为其引脚分布，具各部分引脚功能如下：1、电源（1）vcc -芯片的电源，接电源+5v;当然也可以是3.3v供电的芯 片。vss -接地端口。2

11、、计时器件xtali、xtal2 -为芯片产生上下计时脉冲的线路相对进出接口。3、控制线路共有4条，aleprog运行环境下可以让其中epr0m （编译 电流原先的at89c51使用过，现在生产的51单片机能够在运行的状态下编辑程 序，一条usb线就能够让芯片正常使用，现在生产的51单片机都不具有vpp功 能。）4、ale功用：具备保存po 口运行环境并进行显示出低8位的结构。如果 需要ale输出结果为零可以在efreh上地址上置o,并且ale在单片机执行 movc和mov才会起具体作用。5、pp0g功用：其中具备epr0m的单片机，而且epr0m设计的环境下，触发并发出编程脉冲4 .psen

12、外部r0m读写应用脉冲5 .rstvpd返回第二供应。6 .rst （reset）功用：返回供应脉冲端口。7 .vpd功用：在vcc无能源的情况下，为第二输入。8 .eavppr0m用芯片中的epr0mk应能源。9 .ea功能：内外部rom选择端口。ea端口链接到提供电力的设备。至此， 一个单片机就接好，首要需要做的是使单片机的功能使能端的灯亮起来，检查能否可用。当变成内部存储器时，将会跳到下一个时钟脉冲。10 .vpp功用：其中具备epr0m勺器件，在epromi行环境中，加载运行程 序电源vpp11 .io 线 stc89c52e有 4 个 8 位并串行 i0 端口： pr p1、p2、p

13、3 口， 共32个端口。p3端不但配备配备功用，加载于不是非常普遍脉冲进入及应用脉 冲（属应用端口）。12 .摇摆器端口：片内具有按照时间先后顺序的元件结构，其正常工作的条 件是提供适当的电子发射脉冲，在芯片中已集结成了振荡环境，使用晶体振荡环 境，接18、19引脚。13 .复位管脚：复位在程序中的作用非常重要，利用好此端口在理解单片机 功能及程序中非常重要，相当于重启功能。其中p3口不仅可以作为正常i/0 口，另有其他不同的复用功能，可见下表1 表1 p3 口引脚复用功能弓1脚号复用功能p3.0rxd （串行输入口）p3.1txd （串行输出口）p3.2错误！未找到引用源。int0 （中断源

14、的 qp3.3错误！未找到引用源。int1 （中断源的1）p3.4to （定日寸器o器件进入）p3.5t1 （定时器1外部输入）p3.6/wr （器件数据保存结构作用写过程）p3.7/rd （器件数据保存作用读过程）2.2 led数码管介绍led数码管(led segent diplays )是通过九个发光二极管组合成为一个 “8”图形的结构单元，线路具有特定的结构，只要知道它的结构图形，即公共 电极。正向压降一般为其具体分类为：1 .按其组成结构可以归类为：共阴和共阳型。(1)共阴型led需要的能量很少，每一个段笔画点亮时则其输入为高电平， 如图2所示。图2共阴型原理图(2)共阳型led需要

15、的能量很多，每一个段笔画点亮时则其输入为低电平, 如图3所示。图3共阳型原理图(3)不管是共阴还是共阳都需要外接一个数百欧姆电阻。2 .外形也有很多的形式，电子产品中多运用“0.5”和“0.6”。3 .颜色具有很多，常用的有红色和绿色。亮度也有强弱的划分，分为超亮, 高亮和普亮。4 .静态显示时要保证输入电流为10ma动态扫描显示，需要加大脉冲电流, 超过40ma容易烧坏数码管。led数码管具有不同的代码以致显示不同的数字，其代码编码表为表2:表2八段数码管段编码表01 :3456789黑共阳ocoof60a6obo979684ofb8o6oofa共阴4b2c3b2542635d09207e2

16、2通过上表可以辅助连线来达到所需要的便捷2.3矩阵键盘矩阵键盘换种说法是单片机外接键盘电路， 通过此器件来实现外接及用户对 单片机的控制。1 .按键的分类(1)按照按键结构键盘重的按键可以分为两种，分别为触点式开关按键和无触 点式开关按键。两个都有各自的优点，前者价格便宜，后者使用的时间长。(2)按照接口原理又能归纳为编码键盘和非编码键盘两类，由于识别键码的 方式和输出键码的结果不同，造成了这种区别，它们分别是由硬件和软件识别的。 硬件键盘使用方便但价格昂贵，因而一般在实际应用中实用的较少。 软件通过编 译程序来控制非编码键盘，其生成的结果是独立的或者是并接形式， 前一类别的 更加便宜而且性能

17、相对稳定。2 .按键的输入原理机械触点式按键开关，其原理是机械的控制变成电子上的与非操作， 从而达 到我们所需要的要求。按键通常是通过开关状态来判断所生成的数据， 复位键可 以直接复位是由专业的电路组成。 软件结构决定按键信息的输入过程。 一个键盘 与单片机沟通是通过特殊的接口电路完成的。若是用户按下键盘中的某一个键， 则按照程序中的专业指令来中断或查询程序中的某一个功能，进而完成输入数 据，若是没有键按下则继续执行其他程序。3 按键的电路图解本程序中用得就是4季矩阵键盘，它是由4根行线和4根竖线通过特殊的方 式连接起来的，按键作用于交叉的方位上。行列线是断开的，按键被按下时，行 线与列线接触

18、，由于行线全都是高电平，也就是接在电源上，由图 4知，当按键按下时，行列两线就接通，进而行线由列线的电压决定，进而判断按键按下。由 于无论哪个键按下均会影响所在的行列线的电位高低， 所以还必须进行键位分析 进而判断按键的具体输出。3方案设计3.1设计方案的选择方案一：由于要实现本设计的功能，如果输出端口只能由一个简单的单片机驱动，根据所需的负载不同，可以使门铃响起且亮起相应的数字， 从而实现相应的功能，其方案为图5。因为芯片和负载非常繁杂为了使电路更加简单和实用，单片机就会变得非常浪费，它是通过器件分开使用，来实现相应的住户与客人的联系，其实物图克以看出其非常的狼费一个键盘对应一个单片机，非常

19、的复杂与繁琐。如图6图6方案一结构图方案二：考虑到住户需要简单，实用，经济，美观等特点。运用stc89c52 单片机的p4 口当成输入管脚，使其他单片机接入的很少，电路环境变得简单。 本方案使用八个负载，其余端口可以实现相应功能，技术要求，成本结算也少， 周期率也低，可以再附加程序使得具有更多的功能， 例如加上视频功能及对话功 能，可以根据具体要求来附加功能。具体的控制方案如图6用卢芝- j+jf3i 电斓 i1单片机用if4， 用户5比1户6图6方案二3.2 多用户门铃设计流程图根据设计所需要的功能，为使功能容易实现。节约资源，编程简介，达到所 需要的要求。功能齐全，而且使用户花更少的钱获得

20、更多的用处。如图7为其流程图定义门开关1程中初如化相向:门并图7流程图3.3 门铃程序编写概要本设计给端口 p2和p4 口置高电平，在运行的过程中，来判断按下开关与否， 如果按下开关就回自动的运行源程序， 给相应的引脚提供相应的高低电平， 延时 程序被调用来使led数码显示管显出相应的楼门号。这是本设计的主要功能，进 入编程环境并载入单片机进行反复的检查， 最后达到要求，使用汇编语言简单易 行。本程序主要是通过“客人”按钮，就是连在 p1.0到p1.7来实现输入，通过 input指令来实现输入，从键盘上的 0到16显示数字，即楼门号来实现显示所 输入的数字，即客人所要见的住户，通过 movcf

21、令来使数码管显示出相应的数 字，通过控制指令来使p2.3高电平，使蜂鸣器响起，提示有人敲门。再通过p3.0 到p3.7即住户键盘输入端来按下相应的按钮，通过 if或case旨令来判断是否 一样与客人按下的数字，进而说明住户按下相应客人的按钮， 说明客人面前的大 门就会打开，进而进入相应的楼层，进而进入相应的房间。实现客人与住户的联 系。4仿真调试与制作4.1 仿真测试单片机开发过程当下需要外部设备和软件的相互影响，这里对外部设备的环 境适当的给出了周密的解释，所用软件在运行过程中来使所需要的应用结果设计 开发。进而这里将平时学习的 c语言、汇编语言源程序转换为机器码，cpim以 执行此程序。转

22、变过程非常复杂也可以非常简单 ：一类是手动的操作，此外还有 电脑操作。现在大多数人放弃手动汇编的方法。 通过变码的硬件或软件设备将源代码变为电脑直接使用的二维码是电脑完成转变的工作过程。a51运行的是以前的mcs-52电脑可识别变码程序，由于芯片运用环境的飞快进步，如今经常见到 的汇编语言慢慢变成了一种上一档次的程序，单片机的运行环境与各部分结构也 在不停的更新过程中，现在的 keil软件是当今社会非常流行的适合大多数单片 机运行的仿真环境，目前大多数仿真运行客户端发表言论表示撑持keil ,可以从中得到其的普遍接受性。keil通过其中的某台集结开发环境（uvision ）将c 整译元件、各大

23、原件功能的联系、数据整理和效果完美的运行机器等前后组织在 一起，表现出了一个完整的开发方案。如果是经常操作51系列做各种程序的用户，那么把握住其操作方法是必要的条件。 主要是采用c语言汇编编程，但是如 果不利用c语言而选择汇编语言编程的话，keil含有的简洁的运行方法和有力 的运行操作的元件结构都会令其使用起来非常简单而且轻松。在仿真运行的环境中，子程序的debu僦能够代替其结果表现出来，然后依 次运行当前的子程序，执行当前大程序，进行跟踪，尾随子程序，描绘表现结果、 单向汇编端、储存的wds设置、效益评价、按钮工具指示命令、按下 f11键，就 可以执行所代表的程序，每次按下后就会使源程序的指

24、示箭头指向下一行， 代表 它运行的结果正确，当进入延时程序的话代表进入了 delay?序在子程序中，单 片机板上流行运行此程序,lew就可以轮流暗灭。首先在开始菜单中打开proteus进入模拟区，进入后在点击左上方方框下的 p按钮进入选器件界面，如图8iv jt-bltipick devicesp l完全匹配（wr 类别关键字上analog ic$capaotorscmos 4000 seriesconriectorcdata convertersdebugging toolsdiodeaecl10000 senese ledrombchanical inductorslaplace prim

25、itives mechanics memory ics图8选器件界面图在方框中搜索stc89c52e片，如图9所示，是方框中显示出stc89c52b片， 选择需要的芯片，在适当的位置画上所需要的芯片。 芯片可以通过点击右键，选 择方位和方向，如旋转180度或旋转90度或选择叠像来实现你想显示的程度， 也可以通过放大与缩小按钮来调节图的大小，以方便连线。 - iu一 三三三一一.三三一一壬三一二三三一少01 *弗*|：&|备拄图9选择芯片图当选择好各器件后就开始准备连好各接口线,各接线练好后就会显示出以下接线图10所示lsiq1c1r55.1k 1c4150u 150uu1xtal1xtal2r

26、staleeap1.0/t2p1.1/t2exp1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7p0.0/ad0p0.1/ad1p0.2/ad2p0.3/ad3p0.4/ad4p0.5/ad5p0.6/ad6p0.7/ad7p2.0/a8p2.1/a9p2.2/a10p2.3/a11p2.4/a12p2.5/a13p2.6/a14p2.7/a15p3.0/rxdp3.1/txdp3.2/int0p3.3/inttp3.4/t0p3.5/t1p3.6/wrp3.7/rdai89c52图10 电路仿真图4.2 实物制作与检测把原件按照相应的效果及相应的目标穿插好， 注意电源的正负极。对应的引 脚连接

27、要正确，不要接错。连接好后，首先给电路通上正5v电压，一切准备就绪后就进行测试。这时电源指示灯会亮起来。按下一键对应的楼层就会亮起来， 门铃也会响起。同理，其他的键也会产生相应的效果，当按下对应楼层的按键， 门铃就灭，显示器也会灭，进而使门打开。当按下门铃后又换另一层的住户门铃， 门铃还会响但楼层就会换，必须换一个楼层的住户才能停止门铃响， 楼层的显示 才会灭。5结论本文以单片机stc89c52为核心加上蜂鸣器，led灯，晶振电路以及负载 电路构成的多用户门铃设计。考虑到简单，功耗低，电路板制作，硬件调试等手 段，采用stc89c52来控制的多用户门铃，其中包含了设计及软硬件调试结果。 该设计

28、简单实用，提高了小区的安全性，为人们的安全提供了保障。将会越来越 多的人采用本设计。参考文献1徐爱钧，彭秀华.单片机高级语言 c51应用程序设计m.北京：北京航空航天大学出版社,2006: 44-56.2李广第.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社， 2007:p33-363康华光主编.电子技术基础模拟部分m.第四版.北京：高等教育出版社，2005:p47-884曹汉芳主编.数字电路与逻辑设计m.第四版.武汉:华中科技大学出版社，2004:99-1025蔡美琴等.mcs-51系列单片机系统及其应用m.北京：高等教育出版社，2006:p56-786先锋工作室.单片机程序设计实例m.北京：清华大学出版社，2005:p32-697陈柄和.c语言与c+语言程序设计m.北京：北京航空航天大学出版社，2004:p43-978d andresciani,f curti,f atera,et al.measurement of the group-delay difference betwen the principale ststes of polarizat in a low-birefingence terestrial fiber cablej.