基于单片机电子音乐门铃的设计

　　本设计是用一个AT89C51单片机，再加一片LM386做音频小功放，输出到扬声器。
　　
　　客人来访时，按一下按钮，门铃就会奏出优美的电子音乐声，再按一下，门铃又会奏出下一首电子音乐声音，本系统可以奏出六首不同旋律的歌曲。

　　一、设计原理

　　音乐是由音符组成，不同的音符是由相应频率的振动产生，产生不同的音频需要有不同固定周期的脉冲信号。要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期T(1／F)。然后将此周期T除以2，即为半周期的时间。我们利用单片机的内部定时器T0，使其工作在计数器模式MODE1下，初始化适当的计数值TH0及TL0以计时这个半周期时间，每当计时时间到后就将输出脉冲的P1.O口反相，然后重复计时此半周期时间，再对P1.0口反相，就可在单片机P1.0引脚上得到此频率的脉冲。P1.0引脚脉冲接LM386作音频功放，然后输出到扬声器，从而发出美妙的乐音。

　　例如设单片机晶振为12MHz，每计数一次用时1μs。我们要产生低音DO，其频率为392Hz，周期T=1／392=2551μs，半周期时间为1276μs，因此计数器应每计数1276次时将P1.0口反相，即计数初值应设定为THL=216-1276=64260，就可得到低音DO。

　　P3.5口作为控制门铃的按钮，每按一次，产生的电子乐音就改变一次，按完6次，再重复循环。6首歌曲分别为生日快乐、两只老虎、三只小猫、哈巴狗、不倒翁、妹妹背着洋娃娃。

　　二、硬件电路设计

　　系统以AT89C51单片机为核心，加上外围电源时钟电路、LM386功放电路及扬声器电路组成。Attmel公司的生产的AT89C51单片机是一种低功耗／低电压、高性能的8位单片机，内部除CPU外，还包括128字节RAM，4个8位并行I／O口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，片内集成4K字节可改变程序Flash存储器，具有低功耗，速度快，程序擦写方便等优点，完全满足本系统设计需要。系统通过P1.O连接功放电路从而驱动扬声器产生电子声乐，P3.5口连接门铃按键。此电子音乐门铃的电路如下图所示：

　　三、软件设计

　　首先建立音乐，把音乐的音符找出，建立各个音符的定时常数T值表，如表一。编写程序时我们把T值表按顺序建立在“TABLE”。每个发音符使用1个字节，字节的高4位(简谱码)代表音符的高低，低4位(节拍码)代表音符的节拍。如果1拍为0.4秒，1/4秒就是0.1秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY。
　　
　　则1拍应为4DELAY，以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间，其余的节拍就是它的倍数。1/4拍的延时时间在此我们设为125毫秒，节拍码如表二。音符节拍码编程时放在程序的最后面“SONGX”处。
　　
　　本系统用MCS-51汇编语言编程。软件程序由主程序、定时器TO中断服务程序和延时子程序组成。系统初始化后，系统扫描按键(P3.5口的电平)判断是否有键按下，有键按下时，根据按下键的次数，向音频字符码指针赋以不同歌曲的地址，通过定时器TO中断子程序使P1.0口输出相应频率的音频脉冲，以达到发声目的。
　　
　　用AT89C51单片机设计电子音乐门铃的方法，系统实现简单、功能稳定。当然，系统还有待于进一步完善，如增加语音防盗报警功能、有人无人语音门铃切换功能甚至可视对讲功能等。

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