【《基于AT89C51单片机的智能门铃设计》12000字（论文）】

引言1.1研究的背景与意义在科学技术的推动下，单片机这类具有超强的核心控制器出现以及应用在人们的生活当中，使人类社会进入了一个新发展的时代，单片机在其中有着巨大的推动作用。虽然单片机的计算能力并没有计算机的超强的计算力，但是单片机镶嵌在了人们的计算，控制等各个活动当中。由于单片机有很强的控制能力，而且体积小，可靠性，高性价比高等优点。近些年来主要应用在智能仪器仪表，大型机床，分布式者，计算机系统以及电器领域都得到了十分广泛的应用，对于各个行业的技术迭代以及推动整个行业的发展起着至关重要的作用，从而对人们的生活产生了十分重要的影响。之前的门铃都是一种普通的声音，而且它的价格是比较便宜，性能可靠，耗能也十分的低，安装也十分的简便。现在的音乐门铃按下的不再是一种普通的声音，而是清脆悦耳的音乐。这种方式就可以让来的客人耐心等候。随着技术的进步，已经出现了一种可视化的门铃，在屋内可以观察到屋外的各种状况，并且可以直接对话，主人可以在门内开关不用亲自来开门，十分方便了人们的出行以及居家生活。传统的门铃系统设计的声音主要是叮咚声，并没有可视化的功能，所以起到的作用也是有限的，而且其中的结构是十分复杂。并不能够满足当代社会的需求。现在使用的主要是可视化的门铃系统，它主要由两个部分组成，门口机与室内机。门口机与室内机是相互连接联通的，门口机主要包括摄像头以及音频收集电路，而是室内机主要是将摄像头的影像进行展示，以及所有的控制终端，其中包括控制模块，视频发射和接收模块以及通讯模块。通讯模块主要是用于通讯模式和视频发射模式间的电话开关进行切换，终端主要控制着两端的无线连接以及发射的音频的接收，其中通讯模块之间主要采用的是时分双工通讯方式。本文通过采用这种终端的形式，使得可视化门铃可以在任何的位置具有这种可视化的功能，也可以进行无线的通信，那就可以使得整个的门铃系统更加的智能，安全以及人性化，更加满足了高速发展社会的人类的需求。1.2国内外研究现状在中国，作为方便实用的产品，，门铃主要用于商业住宅，其规模迅速扩大。使用过程中，居民听到铃声，就像在回答视频-电话时一样，接来客的电话通过楼下的主门进行交谈。同时，在家里的视觉扩展可以接受视频。通过主摄像机下面的图像，和居民观察附加号码的显示。屏幕上的观察图像证实了游客的身份，并最终决定是否按解锁按钮，内部附加号码，打开一个电子控制的门锁，连接到门的主人，允许游客打开门和进入。在一个或多个住宅楼使用的门铃系统，几个居民共用一个门铃系统，通常称为视频门铃系统，例如，别墅通常被称为一个家庭的录像机或别墅。录像机。《全球和中国门铃系统行业状况与前景分析报告》）（2010年版）主要研究和分析了行业市场形势。并预测门铃系统行业的发展趋势。报告首先介绍了国内门铃系统的发展环境的相关知识，此外，还分析了门铃系统的业务数据。同时，它还对门铃系统行业链进行分类，然后分析关于门铃系统和企业市场竞争的详细资料。最后，预测了门铃系统的前景，并提出了独家建议和发展录像带行业的战略。中国工业研究网发布的《中国全球视频手机行业现状与前景分析报告》（2020年版）为客户提供了有关以下方面的建议：在这方面应继续支持发展中国家的能力建设，参与市场竞争。近年来，随着我国经济发展的加快和人民生活水平的不断提高，许多人开始注意营造温暖舒适的家庭环境。门铃系统利用这个机会迅速发展。无论是百万富翁还是平民，房子不仅为人们提供了生活和休息的地方，也为人们提供了精神上的休息的地方。随着各种各样的智能产品进入数千户家庭，智能门铃行业继续增长和发展，和许多类型的智能门铃出现在市场上，赢得了消费者的喜爱。作为房子的一部分，门铃系统是房子不可缺少的产品。经过一段时间的发展，门铃系统有一定的工业规模和市场观众。上述数据表明，智能住宅市场的增长趋势是稳定的。在多种多样的智能产品行业链中，人们对智能住宅设备的需求变得越来越迫切。智能住宅市场具有广阔的视野。前景和规模。此外，报告预测，到2023年，全球对智能住宅设备的需求将超过智能手机的销售。事实上，智能门铃在设计上取得了令人满意的结果，但在研发过程中他们仍然面临着一些问题，如行业体系不完善，产品更新技术困难，法律法规不完善。只有公司，研究人员和其他专家能够迅速推进智能门铃的发展！1.3智能门铃的设计要求智能门铃的最大一个特点就是它的功耗是非常低的。当今时代是提倡节能环保的时代，无线门铃在这个方面做的非常的好，这种文明使用的是一种无线的传输方式，这样做就可以使功耗度的最低。这种无线的传输方式与传统的门铃进行信息传输的方式有所不同，它是不需要连线也不需要电池，而且它的覆盖范围比传统门铃更加的广泛。相对来说功耗也更低，所以能够提供更长时间的服务，更加满足人们的出行要求。

在门铃系统的设计当中，为了提高整个门铃系统能够稳定的工作，一般在进行程序设计的时候都有可能受到外界的干扰而导致程序的崩溃，核心控制器的死机只能通过某一个按键来进行重启。但是在实际的操作系统当中就不会出现这种情况。如果在某一个进程出现了程序丢失的情况，那么下一个进程就会自动进行修复，并不会造成大面积的程序崩溃，还可以继续使用，使得程序更加的稳定，更加的容易运行。所以在不需要进行大量重复更改的情况下，可以更加的容易添加新的功能进行资源的管理，这时候内存的消耗也会慢慢变少。一般传统的操作系统需要800万个门铃系统的设计方案，而这种闪存的操作系统就会减少一半的闪存速率，从而降低了整个系统的成本，以及提高了它的响应速率，可以使产品能够直接达到目标客户的要求。因此高速的闪存可以对实时的系统具有非常大的优势，这使得智能文明的形成方案具有很强的可实用性。所以这种智能门您的简化操作不仅提高了整个系统的稳定，安全可靠，而且对于自身材料的损耗也是非常小。所以智能门铃的市场可以进一步的被普遍化。这种智能门铃的装备也是非常的简单快捷，给人们的出行生活带来极大的便利。1.4本文研究的思路与内容本系统是以单片机AT89C51为主要的控制器，硬件部分主要是由单片机系统，时钟系统，复位系统以及按键选择系统，存入电路系统，音频发声系统以及扬声器系统和LCD显示电路组成。其大概的工作流程主要如下，当室内有人时，可以将系统的开关进行设置为IN，此时有来访者按响门铃的时候，语音提示系统就会发出声音，LCD屏上也会显示字幕，并且此时会有音乐响起。当室内无人的时候，可以将门铃系统设置为OUT，此时如果有来访者按响门铃则会给出相应的提示信息并且进行显示，此时音乐不会响起。本文主要的核心控制器是AT89C51,音频放大器主要是由芯片lm386组成，视频显示功能主要是LCD1602模块，整个门铃系统还带有按键控制功能，可以对主人是否在家进行主观上的选择。当主人如果在家而且不愿意被人打扰的时候，可以进行设置。这样也就提高了整个系统的灵活性以及适用性等特点，很大程度上的提高了整个产品的通用性。

2系统的总体设计2.1智能门铃的组成和原理在本次智能门铃的设计当中，核心控制器是由51单片机进行，他能够控制多模块，实现无线的通信传输，人员识别等一系列的操作。在智能门铃的设计当中，它的硬件是由语音控制系统，红外扫描系统，键盘输入系统以及安全警报系统等多模块组成，通过科目块儿之间的协调合作，实现了智门铃明的全部功能。在功能的划分下，出现了两种智能门铃即无线可视门铃和无线非可视门铃两种门铃。无线的可视门铃是可以通过摄像头进行采集访客人的图像信息以及通过语音传输系统进行客人与主人之间的通话，这样可以做到识别来访者的信息，这样就可以使主人更加的安全。而这种无线的非可视的门铃只能够听到来访者的声音，并不能够观察来访者的图像信息。所以通过这种比较，两者之间的价格是相同的。所以选择的人也是不同的。一方面，无线的智能门铃主要是从发射机的功能需求上进行。分为无线的主动式，稳定和无限的被动是伦琳主动式门帘，它的发射机的功能主要是通过内部的电池进行供能，这样才能够保证整个门铃系统的运作。而这种被动式的门铃则不需要电池进行供电。主要是通过门铃的触发按钮提供驱动的电能。

无线的智能门铃主要是分为三部分组成，分别是室内安装机，室外安装机和安全的锁控制器。

无线门铃主要是通过这三个部件来组成一个简单的无线通信系统，把整个系统的各个部件进行调配，安装之后就可以实现相互的通信，就可以通过套无线系统进行通话，并且可以视频与语音通话相互切换，并且能够保证一个安全的监控机制。室外组装机的工作方式如下:利用麦克风采集语音信号或者摄像机和麦克风采集图像信号和语音信号，并将所采集到的模拟信号来进行模数转换为数字信号。而主机处理器将对把转换后的语音信号和数字图像信号进行解压压缩和信号源增强等处理，然后再利用无线信号发射器将增强和压缩的数字信号进行发射。

(2)在控制外围设备中，安装好按钮控制信号系统，并通过无线信号发射器发射该数字控制信号源。

(3)在无线信号中，利用接收器接收室内机发射出来的无线语音信号和视频图像信号，通过主处理器将发射出来的信号源接收并进行解压压缩，信号强化等处理方式数模转换为数电模拟信号，通过声音传播器传出声音。

(4)在室外机开锁时，是利用室内机发射过来的数字信号进行无线控制系统压缩调试，在由主处理器过滤控制信号转换为控制指令，通过发射器进行短距离发射到开门装置的控制器。室内机的工作原理如下:和室内机一样，利用麦克风采集语音信号或者摄像机和麦克风采集图像信号和语音信号，并将所采集到的模拟信号来进行模数转换为数字信号。而主机处理器将对把转换后的语音信号和数字图像信号进行解码信号源等处理，然后再利用无线信号发射器将解码后数字信号发射到室外机。在控制内围设备中，安装好按钮控制信号系统，并通过无线信号发射器发射该数字控制信号源到室外的主处理器。在无线信号中，利用接收器接收室外机发射出来的无线语音信号和视频图像信号，通过主处理器将发射出来的信号源接收并进行解码等处理方式数电转换为解码语音信号，通过声音传播器传出声音。在室内机解锁时，是利用室外机发射过来的数字信号进行无线控制系统解码调试，在由主处理器解码控制信号转换为解码控制指令，通过发射器进行短距离发射到开门装置的控制器上。2.2总体设计方案本系统主要由室外门铃系统和室内门铃系统组成。室内与室外之间通过一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片进行无线通信。系统整体设计如图2.1所示,主要由AT89C51作为控制中心,外围电路由热释电红外检测电路、语音录放电路、GSM电路、无线发射电路和人机交互电路室外系统处于居家模式时,按下按键触无线发射电路，室内系统接收到信息驱动音乐铃声提醒访客来访﹔处于外出模式时,系统通过热释电传感器检测是否有生人长时间逗留,并通过语音提示不要逗留。如果是访客,可以根据显示屏提示信息通过按下按键,触发语音电路自动采集访客留言。如果用户无法及时返回家中,可以通过发送短信控制门锁的打开与关闭。室内系统主要由AT89C51作为控制中心,外围电路由无线接收电路、音乐播放电路、人机交互电路等组成。室内系统处于居家模式下，用户可以通过按键和液晶显示调整音量，当通过无线接收到门铃按下信号时，播放音乐。图2.1智能门铃整体设计框图2.3器件的选定与介绍2.3.1核心控制器单片机也被称为微型控制器，最开始单片机主要是应用于大型的工业控制中，因为其体积小，控制能力强等特点被广泛的应用，其内部结构如图2.2所示。单片机的核心处理单元是由专门的CPU来进行处理的，最开始主要是通过大量的外围设备将CPU集中到一个芯片当中，这样的做法就使得整个的单片机系统更加的集成，而且对于复杂的计算的速度也得到了显著的提高。早期的单片机主要是由八位或者四位，因为这种方式是十分的简单可靠。但是在后来，在8031的基础上发明了MCS51系列单片机系统，而且基于这一系统的单片机至今还在被应用到工业的控制领域。随着人类社会的进步，对于大型的机械工厂的控制系统的要求也越来越高，因此16的单片机也被慢慢的发明出来，但是由于这种单片机的造价十分昂贵，因此流行度并不高。所以在90年代，随着消费类的电子产品的快速发展，通过科技的推动，单片机的技术也得到了很快的发展，Inteli960系列以及后来的arm系列的单片机迅速的取代了原先旧版本的单片机，快速的占领了大量的市场。 图2.2单片机内部结构在本设计中单片机是系统的控制核心，因此，单片机的选择，对于所设计系统的实现以及功能的扩展有着很大的影响。单片机种类很多，在众多51系列单片机中,较为常用的是ATMEL公司的AT89C51单片机。AT89C51片内4KROM是Flash工艺的,使用专用的编程器自己就可以随时对单片机进行电擦除和改写，片内有128字节的RAM。AT89C51已满足本次设计的要求，同时我们对于这个单片机芯片也较为熟悉，因此，在本次设计中选用了ATMEL公司的AT89C51单片机。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该单片机片内含4kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器(RAM)，该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89CS1是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出(Io）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。2.3.2红外探测模块在这次作品设计中，选用的是热释电红外传感器。因为释热电红外传感器的电压抗阻强，在它的结构上来说，在电压阻抗形变过程中，银兔相应的场效应管，完成阻抗变换，在利用电压形变把热电元电荷信号压缩电解，在引入N沟道结构型的场效应管来完成电荷信号转换为电压的阻抗变换。热释电红外传感器它的组成是由三个部分组成：传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器。在它的设计方案上，是将一种耐高温耐高电解的高热电材料制作成相对应厚度的材料，然后再这个高热电材料上镀上电荷信号的金属电极，再电压极化，完成传感器热释电探测元。

2.3.3显示和转换在设计中，利用到的显示材料就很普遍了，那就是发光二极管。发光二极管是由一种三价和五价元素发光半导体电子元件组成的复合光源。随着时代发展，发光二极管利用性多种多样，但广泛用于光照目的。而在发光二极管的设计上，只有一个正向偏置，但是积极性能比较差。在工作时，利用电子的流通，互相叠加，发出单色光，这种现象为光效应，导电的图像可以显示波长。发光二极管的颜色也不同，是因为在制作发光二极管时，加入了元素杂质，融合半导体材料制作而成，形成了一种高效率，保存时间长，灵敏性强，可靠稳定高，不易损坏的优点。转换的选择，一般都是利用模电数电装换，型号就是ADC0809,一种CMOS单片机的模转换器。内部如图2.3所示。图2.3A/D转换器内部结示意图构由8位模拟开关、地址锁存与译码、8位A/D转换器、三态输出锁存缓冲器、逻辑控制和时序电路组成。该转换器的运行步骤是由地址锁存的ALE=1进入地址存储器，在记过8位A/D转换器译码，通过8位模拟开关的控制命令下进行控制调试，使上升沿复位之转换器，经过信号平稳输出，下降沿到三态输出锁存缓冲器中转换，转换为高电压。当然，这个信号可以用作中断请求。\t"C:/Users/Administrator/Desktop/%E3%80%8A%E8%AE%BA%E6%96%87%E4%BF%AE%E6%94%B917%E3%80%8B%E6%96%87%E6%A1%A3%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/detail_report/right"电压输入为高电平时，这个输出状态会让三态门打开，把转换数字的结果输出到数据主处理器上。2.3.4LCD602液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。本设计是利用一种叫LCD1602的字符型液晶显示器来进行的。LCD1602采用标准的14脚接口,如图2所示。其中:第1脚:VSS为地电源;第2脚:VDD接5V正电源;第3脚:VEE为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度;第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器;第5脚:RW为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平,RW为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平,RW为低电平时可以写入数据;第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令;第7~14脚:DO~D7为8位双向数据线;第15~16脚:空脚。LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码。且它具有80个字节的CGRAM,可以分两行显示,每一行显示16个ASCII字符﹐足以应付简单用户界面(主要由数字和英文字母组成)的开发和系统参数的显示。LCD1602内部的控制器共有11条控制指令,如下表1所示。表2.1LCD1602内部控制器指令表液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口，液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平,表示不忙,否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址,即告诉模块在哪里显示字符。

3门铃系统的硬件设计3.1核心硬件模块的设计设计中采用的主要控制部件：控制芯片AT89C51单片机，AT89C51单片机的标准功能可靠性高，有高速的字节闪存，128字节的随机存储器，它的输出结构有32个输入输出线，定位计时器结构16个，一个5个矢量两级中断。在运行过程，是利用静态逻辑操作，通过双串行口端口输出输入，在中央处理器的工作下，形成片内振荡器定时时钟电路。复位电路时，会中断串行通信端口，但允许内存和定时，当振荡器会停止工作，阻止其他部件工作，完成硬件复位。AT89C51单片机，因为AT89C51系列单片机的储存能力强大，还可擦只读存储器可重复擦除千余次。这单片机利用活跃的兼容性材料高密度非失性存储器ATME生产，具有稳定线性的指令集和引脚。TMEL的AT89C51就是一款集多功能8位中央处理器和快速闪存于一体的高效微控制器单片机，而AT89C051单片机就是C51系列的缩简化版AT89C51单片机一般都是与多种嵌入式控制器相搭配，形成简单容易制作，高度灵活性，制造成本低，交易价格低的8位微处理器。该单片机的核心部分是中央处理器的主要功能。中央处理器作用于各种组件，如信号转换的控制信号组件，地址译码，地址存储的控制存储器，数字，字节输出输入的端口，数据的运算等。根据其功能，中央处理器可以分为两部分:一个运算单元和一个控制器。控制器作用于地址、数字的存储，由指令存储器，解码器，逻辑电路等组成。控制器的功能不复杂，通常是把信号解码成片段信号源，存储在存储器里，在通过控制电路输出到各个所需的控制信号源，完成调试工作，成功协调指令中的指定操作。其电路图如图3.1所示。表3.1单片机电路图3.2电源模块的设计在门铃系统设计中，主控制器AT89C51和其他模块的工作电压均为5V，因此在设计中需要产生稳定的5V工作电压，变压器可以产生5v的电压，但是如果在系统中设计变压器，那系统不仅会变得很繁锁，而且产生的电压也会受到其他多方面因素的干扰，导致电压不稳定，而且产生的电压需要多次调试，因此设计中不考虑变压器的方法。多点无线语音通话系统设计中的电源模块采用了1117稳压芯片，其管脚图如图3.2所示，图中GND直接与地面连接，VIN的输入电压要求是15V，经过1117三极管稳压之后，输出端VOUT的输出电压为我们系统需要的5V。图3.2ASM1117管脚图图3.3为电源电路的电路图，从该模块的电路图中可以看出，输入电压为15V，经过1117稳压三极管之后，可以输出5V的稳定电压，正常的给单片机提供稳定的5V电压。设计的时候加入了两个电容分别为10微法拉和0.1微法拉的电容，将以上两个电容并联在电路中，可以较少外部输入电压对此处的影响，以此来保证系统稳定的工作。图3.2电源部分电路图3.3三极管放大作用三极管对于获取的微弱信号进行大功率的放大，然后驱使传感器工作，当传感器接收到信号时，它将迫使三角形使用该信号。当三角形信号增加时，发射极电路也必须增加。基站周期的较高频率通常用于提高最低温度和扩展范围。第三个放大器的周期结合了两个动态参数和两个变量。固定参数也称为主动定位。基本上可以确保规则的字符编码。两极之间的电压为Ubc，Uceq电压较低。从晶体管接收的输入电阻的输入信号；输出电阻电压增益和其他参数称为可变参数。放大器的后坐状态是另一个称为参数的参数。通常，低频频率；很高的截止率；密码，电弧，幅度（度）特性。晶体管的作用晶体管是最常见的组件之一。晶体管的作用最近主要扩大了。这是电路的基本组成部分。晶体管是当今大规模集成电路的支柱。三重态的基本机理是将两个相关的PN连接到半导体衬底的形成。两个PN结分为三个半导体子单元，中间部分是基极区域，两侧是发射区域和集电极区域。PNP和NPN有两种类型，每种都有各自的电极区域，例如基极B的发射极ඊ和接收器C.广播和基站之间的PN连接称为发射机。称为集电极和基极之间的PN连接。基地非常狭窄，射击区域非常集中，非常暗色。3.4复位电路设计复位电路采用了两种复位方式，分别为手动复位和上电复位方式，在电路中还加入了2个二极管，防止电路故障。图3.3为复位电路的电路图，复位电路由两个二极管个一个0.1微法拉的电容构成，实现电路的复位功能。图3.3复位模块电路图3.5无线通信模块nRF24L01是无线模块的核心，引脚接线如图所示，该模块的电源电压为3.3V，若电压过大，则该模块会被烧毁，若电压过小，该模块不能正常工作。在系统中，stm32的工作电压正好为3.3V，在主控制器正常工作的同时，nRF24L01模块的VCC引脚直接与主控制器的I/O口连接，那么该模块也可以正常工作。图3.4nRF24L01引脚接线图在多点无线语音通话系统设计中，nRF24L01无线模块与单片机的通信通过SPI口来完成通信，nRF24L01无线模块的引脚图如图3.4所示，3号引脚的作用为控制该模块的信号发送和接收，当3号引脚为高电平时，模块接收信号，引脚电平为低电平时，模块发出信号。系统串行接口的工作速度最大可以达到10兆赫兹，为了使得nRF24L01模块与单片机正常通信，本设计将主控制器的SPI设置为9兆赫兹。3.6语音模块设计本文设计中，语音模块中采用了VS1003B语音芯片，VS1003B对音频的处理能力比较强大，工作速度较高。在语音模块中，调试存在着数字电路和模拟电路，在工作过程中，数字电路的部分和模拟电路的部分往往会产生干扰，因此在设计电路的时候需要把模拟电路和数字电路之间的干扰作为性能指标，尽可能地减少干扰。模拟电路中的信号很容易受到破坏，此设计中的数字电路部分的频率非常的大，高频率的数字信号极有可能对模拟信号造成干扰，因此在设计的时候，尽量把模拟的低电平与数字的低电平分出距离，从而去减少二者干扰。在多点无线语音通话系统设计中，语音模块和无线收发模块分别用两个SPI口，如果语音模块和收发模块共同应用了一个SPI口的话，那么其工作效率将会很大程度上降低，而且当语音模块不使用的时候，会对无线模块造成很大的影响，同理，当无线收发模块没有工作的时候，语音模块也不能正茶馆使用，因此在本文的设计中，利用了两个SPI口分别与语音模块和无线收发模块连接，使得两个模块可以正常工作，且不会对相互之间造成破坏，影响系统正常工作。VS1003B的标准功能只能支持录音或放音，两个功能不能同时进行。但是可以通过SPI装载新的应用程序或插件，以增强原有功能。图3.5VS1003B的引脚连接图4门铃系统的软件设计4.1室内门铃系统室内门铃系统主程序如图4.1所示,用来进行系统的初始化和键盘扫描等工作,并以此判断室内是否播放门铃。图4.1室内门铃系统主程序流图主要的工作流程如下，首先是进行系统的整体初始化，然后进行判断门铃是否被按下，当门铃被按下的时候，首先进行模式的确定。判断当前设置的模式是否为在家的模式，如果是在家的模式，则进行音乐响起，并提醒室外有人敲门。否则如果设置的模式是不在家的模式，则会没有任何反应，这样就起到了一种模式的选择功能，可以满足人们的不同的需求进行工作。4.2室外门铃系统当室外门铃系统处于外出模式时,当有人进入感应范围时开始计算,时间超过30秒后喇叭自动报警,并发送一条短信到指定手机上。系统流程图如图4.2所示。图4.1室外门铃系统主程序流图外出模式的主要工作流程如下，首先是进行系统的初始化，然后传感器会感知人是否在相应的感应区域之内，传感器接收到信号之后，开始向单片机发送请求，单片机这个时候就开始进行技术，当时间超过30秒之后，判断是否有留言键被按下是否有留言，如果没有留言，则会发出报警系统确定外面的不是客人。如果有留言，则进行留言的保存到单片机上，并且将留言传递到外放设备进行播放。5系统及功能调试在单片机的调试中，需要调试两个部分，一个是硬件，另一个是软件，主要就是调试这两个部分时，找出相关的错误和问题，运行结果是否有误，是否符合，然后加以改正继续调试。具体测试电路如图5.1所示。在调试过程中，系统硬件和系统软件是可以同时进行调试，两者互不影响在硬件调试时，软件调试的过程不会打断或干扰硬件调试的结果。反正，软件调试时，硬件需要其他的工具才能进行同步调试。软硬件划分完成后，必须对软硬件进行调整，找出相对于调试出来的结果，若有问题，需要及时检测出错误的地方，并加以修正。图5.1智能门铃系统测试电路图但是一般的调试流程中，都是由硬件先进行静态调试，然后软硬件在进行动态调试，这样检测方便，更有利于工作调试，完成调试。5.1系统硬件静态调试在对系统硬件调试时。应该优先静态调试，主要是为了更清晰的检测出自己的电路是否有问题，在连接电路的过程中的疑难杂症的地方是否有错，与此同时，可以用万用表检测电路，查询电路是否有电路现象，路线是否紊乱。最后，检测焊接点有没有虚焊等问题。这些没有问题后，看看自己的插件是否有错，方向，正负极是否有错，以防通电后电压变化而烧坏电路。5.2系统软件调试在对系统软件调试时，先在软件程序完成编程后开始检测，检测源程序代码的格式是否有错，特别注意程序的输入法和符号，发现错误及时修正过来。然后在进行仿真检测，仿真一般的是关于控制系统，指令系统，存储器的调试，所以在仿真调试时，着重于这几点调试，把显示有误的结果跟踪加以纠正。5.3动态调试关于一个设计的成功与否，需要集合软硬件同时并行进行调试，在电路的静态调试无错误后和软件仿真检测无失误后，同时把软件和硬件相关联起来一起进行检测，因为软硬件非常密切，单独运行无法检测彼此是否有差异和协调度，所以要同时检查和诊断软件和硬件。在进行最后同步调试时，把需要用的电路检测器和仿真调试系统同步检测调试。如有问题，需要进行修正，然后继续调，把根源问题追踪到位，纠正错误地方，完成最后的动态调试。结束语本设计针对生活中的实际问题，设计了智能门铃系统。论文主要包括如下几个方面构成：系统的引荐组成部分、系统总体设计、系统软件设计等，本文也主要围绕着这几个方面来写。首先第一章本文对课题的研究背景做出了调查与了解，针对智能门铃的背景做出了学习了解，从技术的萌芽产生，到现在的高速发展，每个过程都是那么的至关重要，对无线技术的过往做出学习之后，自己对无线通信技术的未来有了一定的畅想，从而有了自己的设计思路。第二章介绍了本设计的智能门铃系统的大致原理以及总体的设计思路，阐述了相关的理论知识，给出了本文的行文思路。第三章介绍了系统的总体设计，本设计主要采用硬件，分别为主控制器、无线收发模块和语音芯片，主要给出了这些硬件设备的相关参数以及工作原理。设计中，通过查询大量数据资料，对比各种型号的硬件设备，最终主控制器选择的是AT89C51，语音芯片为VS1003B，在本章节后面将对这三部分的具体参数和工作原理做出具体而又详细的介绍，以及给出了选择这些硬件设别的理由。第四章介绍了本设计的智能门铃系统的软件设计思路，分别从室外门铃系统与室内门铃系统进行了阐述。总体来说，本文的设计的智能门铃系统已经达到最初的目标，完成了硬件电路的设计和硬件电路的实现，软件程序部分也能够较好实现其功能，完成了系统软硬件联合调试，提高了系统的性能指标。优化语音收发代码执行效率，简化语音数据包格式，提高了语音通信质量。增加通信中断数据包发送次数，减弱判决条件，提高了频率自动切换和选择的成功率。完善频率自动扫描判决条件，提高了通信建立成功率。

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