单片机控制的无线门铃的设计与制作Word格式.docx
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研究条件：
在社会科技进步与发展的今天，无线技术产品的使用已经十分广泛现已阔至乡村小巷，它给我们带来的便利也已深入人心。
加上对无线门铃的前期研究，出现了各种门铃。
我们可以再次基础上加以改进和创新，得到我们想要的门铃。
应用环境：
传统的有线门铃和如今的无线门铃都应用于家里。
随着门铃使用的时间的变长和使用家庭的增加，人们对此也进行了深入的研究，将它的使用范围和领域变大，研制出了不同类型的门铃，有可视门铃、报警门铃、遥控门铃、音乐门铃、感应门铃……也可以将它们稍加改进变成防盗器等等。
工作目的：
为了满足广大群众对家庭环境的高要求、高标准，研制出了安全可靠而且使用方便的门铃，它的出台让我们向着智能化的发展又前进了一步。
主要内容和要求：
（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：
本课题主要研究的是用单片机控制无线门铃系统，参考有关的书籍和资料，完成电路的设计、焊接、检查、调试和试机。
在这过程中首先要确定课题的目标，有了目标才有前进的动力。
然后需要用相关软件画出课题电路系统的原理图，再选择适当的元件，扎实的焊接技术，基本的故障排除和纠正能力，会使用基本的仪器对硬件进行调试完成课题任务让自己设计的门铃正常的工作。
这些过程都需要耐心的反复检查、修改和调试，直到达到预期目的。
本课题所研究的无线门铃系统主要由无线接收模块和无线发射模块组成。
其中无线发射模块由门铃按键电路、单片机最小系统和无线发射电路构成；
无线接收模块由门铃播放模块、单片机最小系统和无线接收电路构成。
当接通电源后，分别调试接收和发射模块，两模块都正常工作后将两模块近距离放在一起进行调试，当按下按钮听得到音乐声后将两模块的距离拉大到20多米如果还能正常工作则说明无线门铃制作成功。
主要指标和技术参数：
1．抗干扰能力强
2．程控距离较远
3．耗电少
日程安排：
2010年12月5日-2011年1月15日论文调研阶段，注重于对单片机控制和无线发射接收理论的学习，明白发射机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高设计能力，了解基本电路设计的流程
2011年1月16日-2011年1月20日提交任务书和开题报告2011年1月21日-2011年4月15日查阅资料、完善设计提纲2011年4月16日-2011年5月15日撰写论文初稿2011年5月16日-2011年5月26日修改论文定稿2011年5月27日-2011年6月1日打印论文、送审2011年6月2日-2011年6月3日准备PPT文稿、答辩
主要参考文献和书目：
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指导教师（签字）：
年月日
本科毕业设计（论文）开题报告
理学院电子信息科学与技术专业2007级（2011届）2班杨霞18号
本课题来源及研究现状：
在人们生活水平和居住坏境的改善和提高下，人们开始对住宅提出了新的更高的要求。
为了满足高要求的需要，我们研究出了各种门铃，有可视门铃、报警门铃、遥控门铃、音乐门铃、感应门铃……
在单片机技术的飞速发展的情况下以及其应用领域的不断深入，门铃配件的价格也在不断的下降，如今无线门铃已经是一个普通家庭可以轻松购买的起的物品。
无线门铃的设计和安装简便、灵活，能够满足各式各样的住宅需求并且还免去了安装时的麻烦同时也不影响房子的美观。
如果是在空旷的地带，它可以遥控长达100米，甚至是150米的距离。
课题研究目标、内容、方法和手段：
毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程，丰富知识和理论，巩固所学的知识，提高动手能力和实验能力，从而具备一定的设计能力。
本毕业设计注重于对单片机控制和无线发射接收理论的理解，明白发射机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高设计能力，培养创新能力，丰富知识理论，做到理论和实际结合。
本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。
理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。
设计论文提纲：
第一章绪论
1.1无线门铃出现的背景
1.2研究无线门铃的意义
第二章系统设计的总体方案
2.1无线门铃的设计思路
2.2单片机的选定
2.2.1单片机的意义
2.2.2单片机的选型
2.3系统设计的任务和要求
第三章系统硬件电路设计
3.1元器件清单
3.2电路设计的原理图
3.3电路原理的分析
3.3.1单片机最小系统
3.3.2门铃按键电路
3.3.3无线发射和接收模块
3.3.4门铃播放模块
3.3.5系统工作原理
第四章系统软件设计
第五章系统调试与安装
5.1.1焊接技术
5.2功能的调试
5.3创新思想
5.4调试成功的成品
第六章结束语
参考文献
致谢
附录
附录A
附录B
关键词
无线遥控门铃；
单片机；
STC89C52
指导教师审核意见：
摘要
随着微电子技术、无线电技术和网络技术的快速发展，大幅度的提高了人们的生活水平，人们对居住环境的要求越来越高，如今，在智能住宅中，我们迫切需要一种安全可靠且使用方便的门铃，因此无线门铃的设计与制作成为本课题研究的主要目标。
“有朋自远方来，不亦乐乎”，在日常生活中经常会有客人来访，如果我们不能及时去开门，往往会让我们处于尴尬的情况。
为了能够快速地知道有客人来访，故而出现了无线门铃。
随着无线电技术的不断发展，它必定会更加方便我们的生活。
在这些设计中单片机常常作为实时检测和自动控制应用系统的一个核心部件来使用。
这里我采用的是STC89C52单片机作为中央处理芯片，只有当收到的信号与接收机发射的信号相匹配时，接收机便做出反应。
由此，无线门铃就发挥其作用。
我们也需要不断的去研究和创新，使无线门铃的发展朝着智能化、数字化、信息化的方向发展。
实际的演示也证明了无线门铃为众多家庭用户带来了便利。
关键词：
STC89C52；
无线门铃；
单片机
Abstract
Withtherapiddevelopmentofmicro-electrontechnology,wirelessandnetworktechnology,people’slivingstandardhasimprovedgreatly.Nowadays,abetterlivingenvironmenthasbeenrequestedbypeople,particularlyinsmarthouse.Peopleurgentlyneedonekindofdoorbell,whichisnotonlysafeandreliable,butalsoconvenient.Thereforethedesignandrealizationofthesystemofwirelessdoorbellbecomestheresearchgoalofthispaper.
“Wearehappywhenourfriendscome”.Ourfriendsoftencometoseeusindailylife,andwemayfeelverysorryifwecannotquicklyopenthedoorforthem.
Inareal-timesingle-chipmicrocomputerapplicationsystem,microcontrolleractasacorecomponent.ChipSTC89C52hasbeenusedinthispaper.Onlywhenreceivingthewirelessdoorbellsignal,thereceiverwillhavearesponse.Wirelessdoorbellsystemwillhaveagoodcommercialvalue.Ademonstrationofthecustomdesignedwirelessdoorbellwouldoffermanyhomeusersmoreconveniences.
KeyWords:
ChipSTC89C52;
Wirelessdoorbell;
Single-chipMicrocomputer
为了满足高要求的需要，我们研究出了各种门铃，有可视门铃、报警门铃、遥控门铃、音乐门铃、感应门铃……[1]
在社会科技进步与发展的今天，无线技术产品的使用已经十分广泛现已阔至乡村小巷，它给我们生活上带来的便利也已深入人心。
在单片机技术的飞速发展的情况下以及其应用领域的不断深入，门铃配件的价格也逐渐下降，如今无线门铃已经是一个普通家庭可以轻松购买的物品。
[2]
传统的门铃大都为有线门铃，而无线门铃则是相对于传统的有线门铃讲的。
我们首先了解到经常会有些房主听不到门铃声或有时不能及时听到铃声以至于不能及时接待来访者，这种情况的发生往往会让人觉得很是尴尬。
而无线门铃的出现让我们避免了这样的尴尬场面。
再次，我们发现传统的有线门铃的布置通常是采用导线将其各个设备连接在一起，随着科学技术的发展，无线电技术也得到了广泛的应用，由此也就出现了无线门铃。
它的设计和安装简便、灵活，能够满足各式各样的住宅的需求并且还免去了安装时的麻烦同时也不影响房子的美观。
当然实际的遥控距离会因为其使用环境因素的不同而发生改变。
例如，当门铃安装在太靠近金属性质的物品时就会缩短遥控的距离。
与此同时，安装这种门铃耗电非常的少，不按动时基本不耗电，当用三节1.5V的电池供电时，一般它的正常的使用寿命为一年（按25次/天计算）。
如果把接收模块运用变压电路进行插电使用，其消耗功率为1W，就等于一年只耗一度电。
无线门铃的安装非常容易，一般的人都能独自完成安装并使用。
当门铃装在室内时随意插入电源即可使用，其正常使用温度为60摄氏度。
如今，使用无线电技术制成的无线门铃和无线防盗报警器已为大众所用。
随着微电子技术、网络技术、无线电技术的不断发展、深入研究和人们生活水平的不断提高，功能更齐全、性能更好、产品更廉价、故障率更低的无线门铃将不断的被研究和生产出来。
[3]
单片机控制的无线门铃的设计的总体方案如下图：
[4][5][6]
无线发射板：
图2—1无线发射板工作原理
无线接收板：
图2—2无线接收板工作原理
本系统设计的方案结构分六大模块它们分别为：
单片机最小系统、门铃按键电路、无线发射模块[7]、无线接收模块[8]和门铃播放模块。
这几大模块将在第四章着重叙述。
在发射板和接收板中单片机起着主要的控制作用，所以在这里我所想叙述的是单片机的意义以及在不同的应用电路中如何选择所需要的最好的单片机的型号。
单片机是大规模集成电路技术发展产物，属第四代电子计算机。
单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
它的特点是：
高性能，高速度，体积小，价格低廉，稳定可靠，应用广泛。
[9]
随着微控制技术（以软件代替硬件的高性能的控制技术）的不断发展和完善，单片机的应用必将导致传统微控制技术发生巨大的变化。
即单片机的应用是对传统微控制技术的一场历史性变革。
单片机（MCU）属于嵌入式计算机，它具有性能价格比高、可靠性高、体积小、功耗低、控制力强等许多优点，其应用已深入到工业、农业、科研、国防、以及日常生活等各个领域，在行业的技术改造、自动化进程、生产率的提高等方面起到了非常重要的作用。
说到单片机的应用，我们会不禁想到它的强大的控制功能。
事实证明也是如此，单片机的应用的主要功能在于其控制功能，概括起来可分为在控制系统中的离线应用和在线应用两个方面。
不可否认的是单片机的应用已渗透到我们生活的各个领域中：
键盘、鼠标、软驱、摄像机、录像机、飞机上的各种仪表的控制、自动化过程中的实时控制和数据处理、各种智能IC卡、通信、家电产品、民用豪华轿车的安全保障系统、全自动洗衣机的控制以及远程距离控制玩具还有自动控制领域的智能仪表、机器人、医疗器械以及各种智能机械等都是单片机的应用领域。
由此，了解和掌握单片机的应用技术对我们来说具有划时代的意义。
单片机是无线门铃的核心部件，在满足设计要求的情况下应可能选择价格低廉、体积小、抗干扰性强、稳定可靠的单片机。
STC89C52[10]是美国微芯科技公司的产品，其突出特点是功耗低，精简指令集，抗干扰性好，可靠性高。
它是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能COMOS8位微处理器。
所以在此我们选择此单片机，下面就让我们先了解下该单片机的一些主要功能特性。
⒈时钟电路
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。
时钟信号可以由内部方式产生或外部方式产生。
内部方式产生的时钟电路如图2—3（a）所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元器件，内部振荡器产生自激振荡。
定时元器件通常由石英晶体和电容组成并联谐振回路构成。
晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间，电容值在5～30pF之间，电容值的大小对频率起微调的作用。
外部方式产生的时钟电路如图2—3（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。
在这里对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度（一般采用频率低于12MHz的方波信号）。
片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个供单片机使用的两相时钟状态周期P1和P2。
图2—3（a）内部方式时钟电路
图2—3（b）外部方式时钟电路
⒉复位及复位电路
⑴复位操作
复位是单片机的初始化操作，单片机在启动运行时，首先都需要进行复位，它的作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个初始状态工作。
例如复位后，PC初始化为0000H，于是单片机自动从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器也有影响，它们的复位状态如下表所示。
表2—1复位后各寄存器的初始状态
寄存器
复位状态
PC
0000H
TCON
00H
ACC
TL0
PSW
TH0
SP
07H
TL1
DPTP
TH1
P0-P3
FFH
SCON
IP
XX000000B
SBUF
不定
IE
0X000000B
PCON
0XXX0000B
TMOD
⑵复位信号及其产生
外部复位引脚（RST）是复位信号的输入端，还有内部的看门狗在看门狗定时电路溢出时也会引起内部复位。
复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期（即二个机器周期）以上。
若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。
产生复位信号的原理图：
图2—4复位信号原理图
整个复位电路包括芯片内、外两部分，外部电路产生的复位信号通过复位引脚（RST）进入片内一个施密特触发器（起抑制噪声作用），再与片内复位电路相连。
在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。
复位操作有上电自动复位（冷启动）和按键手动复位（热启动）两种方式。
上电自动复位（冷启动）是指在关机（断电）的情况下，给单片机加电，上电瞬间，RC充电，RST引脚端出现正脉冲，只要RST引脚保持两个机器周期以上的高电平（通常设计时间大于10ms）就能使单片机有效复位。
其电路如图2—5（a）所示。
按键手动复位（热启动）有电平方式和脉冲方式两种。
其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图2—5（b）所示；
而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，其电路如图2—5（c）所示
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