基于單片機的多用戶門鈴

郭琳琳

摘 要： 小區(qū)的安全受到越來越多人的重視，多用戶門鈴得到廣泛應(yīng)用。本文針對小區(qū)公寓樓的門鈴進行設(shè)計，來訪者只需要在樓下按下住戶的門鈴，相應(yīng)住戶家里的門鈴就會響起，住戶聽到門鈴的響起，可以按下室內(nèi)開關(guān)控制樓下大門的開啟。本文采用單片機AT89C51作為中央處理芯片，介紹了多用戶門鈴的設(shè)計及其軟硬件調(diào)試結(jié)果。該多用戶門鈴方便了人們的生活，大大提高了小區(qū)的安全性，滿足人們的生活需求。

關(guān)鍵詞：多用戶門鈴 單片機 AT89C51 軟件調(diào)試

中圖分類號：TP274 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0311-01

前言

隨著人們生活水平的提高，小區(qū)的安全受到越來越多人的重視，得到一種簡便實用的門鈴控制，不但可以保障小區(qū)的安全，而且能夠提高人們的效率。本設(shè)計主要介紹了基于單片機的多用戶門鈴（四用戶門鈴）電路的設(shè)計，從畫電路圖開始到仿真再到制板做出實物，本設(shè)計詳細的介紹了整個設(shè)計的思路和制作流程，并且對使用到的軟件（KEIL、PROTEUS、PROTEL）的使用方法和操作流程都有詳細的說明。該多用戶門鈴以單片機AT89C51作為中央處理芯片，詳細介紹了AT89C51的管腳結(jié)構(gòu)和每個管腳的作用及各自的連接方法，使得該系統(tǒng)的功能擴展比較方便。

一、多用戶門鈴的概述

由最初的手動敲門，到鈴鐺門鈴，在到本設(shè)計制作的基于單片機的多用戶門鈴，這是門鈴的一個發(fā)展歷程。為了適應(yīng)人們對門鈴更高的要求，會不斷有功能更加強大的門鈴被研制出來。本設(shè)計制作的基于單片機的多用戶門鈴是以芯片AT89C51為中央處理器芯片。主要完成對不同樓層用戶之間的門鈴應(yīng)答。來訪者只需要在樓下大門上的門鈴按下相應(yīng)住戶的門鈴，相應(yīng)住戶家里的門鈴就會響起。住戶聽到門鈴的響起，知道有來訪者。可以按下室內(nèi)開關(guān)，室內(nèi)開關(guān)可以控制樓下大門的開啟。該多用戶門鈴方便了人們的生活，提高了小區(qū)的安全性。

二、單片機AT89C51簡介

AT89C51的介紹

AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-5l指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大。AT89C51單片機可提供許多高性價比的應(yīng)用場合。

三、系統(tǒng)硬件設(shè)計

門鈴設(shè)計硬件電路包括單片機、晶振電路、復(fù)位電路和負載電路等?，F(xiàn)將各硬件及電路介紹如下。

1.AT89C51芯片

1.1 AT89C51芯片引腳排列

AT89C51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳分布可參照單片機引腳。P0.0～P0.7 P0口8位雙向線（在引腳的32～39號端子）；P1.0～P1.7 P1口8位雙向線（在引腳的1～8號端子）；P2.0～P2.7 P2口8位雙向線（在引腳的21～28號端子）；P3.0～P3.7 P3口8位雙向線（在引腳的10～17號端子）。40號管腳VCC：電源+5V輸入。20號管腳GND：接地。

2.晶振電路

晶體振蕩器，簡稱晶振。在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。

3.復(fù)位電路

當(dāng)輸入的信號連續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計數(shù)器PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼。

為了確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.75～5.25V。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當(dāng)VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復(fù)位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。

電阻給電容充電，電容的電壓緩慢上升直到vcc，沒到vcc時芯片復(fù)位腳近似低電平，于是芯片復(fù)位，接近vcc時芯片復(fù)位腳近高電平，于是芯片停止復(fù)位，復(fù)位完成。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計

1.多用戶門鈴設(shè)計的流程圖

根據(jù)設(shè)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5-1所示。

2.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(yīng)的程序，給相應(yīng)的管腳提供相應(yīng)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[7]。本設(shè)計的基于單片機的多用戶門鈴程序如附錄所示。

五、結(jié)論

本文以單片機AT89C51為核心加上晶振電路、復(fù)位電路以及負載電路構(gòu)成的多用戶門鈴的設(shè)計，考慮降低功耗，設(shè)計電路，硬件電路原理圖及PCB圖設(shè)計，電路板制作，硬件調(diào)試等手段，實現(xiàn)了來訪者只需要在樓下的門鈴處按下住戶的門鈴，相應(yīng)住戶家里的門鈴就會響起，住戶聽到門鈴的響起，可以按下室內(nèi)開關(guān)控制樓下大門的開啟的功能。該多用戶門鈴方便了人們的生活，大大提高了小區(qū)的安全性，滿足人們的生活需求。