基于51单片机--简易门铃打铃

关注

原创 2023-10-21 23:56:37 3.5k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C51单片机按键控制流水灯模式（定时器版本）以及定时器时钟由前面我们讲过的定时器0的配置，我们给计数寄存器赋的初值是64535，每次溢出只需要1ms，所以每隔1ms，程序便会进入一次中断，这时如果我们想配置一个每隔0.5秒发生一次的程序，我们只需要进入500次中断即可，因此，我们定义了一个局部变量static unsigned int count（加static的原因是，count是一个局部变量，每次离开中断就会被销毁，下次进来时初值还是0，因此，static防止了count被销毁，保留了其初值，这也为后面累计500次中断做铺垫）。这便是定时器时钟的原理。阅读详情

+本文为博主 LED-执棋困局，csdn原创首发。希望看完后能对你有所帮助，不足之处请指正！一起交流学习，共同进步！
> 发布人：LED-执棋困局
> 欢迎你为独创博主LED-执棋困局点赞❤❤❤+关注👍+收藏🌹+评论☺。

系列专栏：优快云-单片机学习系列🎁
> 我的格言是：“尽最大努力，做最好的自己！💪
版权声明：本文为优快云博主「

LCD-执棋困局」的原创文章，优快云独一份。

如需转载，还请通知一声噢⚠！

一、频率计简介

1.1门铃打铃概述

设计要求：

1.通过按键控制门铃启动停止，按下第一个按键能启动和停止门铃打铃。

2.门铃打铃声音为叮咚叮咚。

3.每次发咚或每次发叮，持续时间为500ms。

4.发出叮咚时，可以用示波器检测到正确的波形。

1.2门铃打铃组成

以at89c51单片机为核心，内部使用定时器，一次定时250us，外接按键模块、蜂鸣器模块和示波器，按键模块负责控制蜂鸣器是否发声，蜂鸣器模块则负责发出叮咚叮咚。

1.3叮咚发声原理

我们应该知道，声音是一种信号，可用波形描述出来，不同声音其波形不同（频率/周期/振幅等不同），所以只有满足相应的波形，就能发出对应的声音。

下图为咚的波形图。通过网上资料查找，咚的频率大概为700hz，根据T=1/f得周期T=1428.6us，因为一个周期高低电平各占一半，电平反转时间为T/2=714.3us。

叮的频率大概在500hz，根据T=1/f得周期T=2000us，因为一个周期高低电平各占一半，电平反转时间为T/2=1000us。

1.4定时设置

at89c51单片机内部自带定时器，我们定时250us中断一次，对于咚声音来说，每714.3us电平反转一次，所以需要每中断3次让电平反转一次。对于叮声音来说，每1000us电平反转一次，所以需要每中断4次让电平反转一次。

蜂鸣器广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。按照驱动方式的不同，分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。这里的有源和无源不是指电源，而是振荡源。无源蜂鸣器要加500hz-4.5khz的脉冲频率信号驱动，有源蜂鸣器自带震荡源，加电就能响。
按构造方式的不同，可分为：电磁式蜂鸣器和压电式蜂鸣器；按封装的不同，可分为：DIP BUZZER(插针蜂鸣器)和SMDBUZZER(贴片式蜂鸣器)；按电流的不同，可分为：直流蜂鸣器和交流蜂鸣器。

三极管导通：Ve-0.7>Vc

饱和条件：电流Ib>Iec/β

Iec=(5-0.2-2)/1K=3mA，已知β=100，则Iec/β=30uA，饱和条件为电流Ib>30uA，

所以R47max=（5-0.7）/30=143K

89C52的IO口输入电流最大理论值是25mA，推荐不要超过6mA，图中取的是经验值。

buzz端高电平时，三极管无法导通，反之可以导通。当能导通时，电流流经蜂鸣器，使其发生声响。

2.1.2电路模块

2.2按键硬件设计

2.3仿真图展现

三、软件程序设计

3.1总体软件设计思路

定时器定时T0，定时250us中断一次，可以定义两个累加变量判断中断次数，达到一定次数就执行电平反转，同时考虑到有叮咚两种声音，可以定义一个标志位来判断发咚还是叮，此外，引用按键模块，书写按键服务函数，通过返回值判断按键是否按下，用TR0来控制蜂鸣器是否发出声音。

3.2主程序程序设计

定义uc500hz、uc700hz用于控制中断次数。

定义cnd用于控制发出叮/咚声音的总时间。

定义flag用于控制蜂鸣器发咚还是发叮。

#include <reg51.h>
#include "key.h"

void Timer0_Init();
void key_service();

unsigned int uc500Hz=0;
unsigned int uc700Hz=0;
unsigned int cnd=0;
unsigned int flag=0;

sbit button=P3^7;

void main()
{
	Timer0_Init();
	while(1)
	{
		key_service();
	}
}

3.3定时器初始化程序设计

void Timer0_Init(void)		//250微秒@12.000MHz
{
	TMOD &= 0xF0;			//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;			//设置定时器模式
	TL0 = 0x06;				//设置定时初始值
	TH0 = 0xFF;				//设置定时初始值
	TF0 = 0;				//清除TF0标志
	ET0=1;
	EA=1;
}

3.4中断程序设计

定时一次250us，即250us中断一次，一种声音要持续时间为500ms=500000us，中断次数为500000us/250us=2000，所以cnd要累加到2000，flag取反。flag=0时，蜂鸣器发咚;flag≠0时，蜂鸣器发叮。当满足uc700hz=3时，说明中断了3次（750ms），发咚;当满足uc500hz=4时，说明中断了4次（1000ms），发叮;

void ISR_timers() interrupt 1
{
	cnd++;
	if(cnd>=2000) //先咚发声时间为500ms，然后叮发声时间为500ms，
                  //接着又轮到咚，过后又是叮，不断交替发声，一次500ms
	{
		flag=~flag; //flag用来判断声音发叮还是咚
		cnd=0;
	}
	if(!flag) //咚
	{
		uc700Hz++;
		if(uc700Hz>=3) //3次，咚
		{
			uc700Hz=0;
			button=~button;//电平反转
		}
	}
	if(flag) //钉
	{
		uc500Hz++;
		if(uc500Hz>=4) //4次，叮
		{
			uc500Hz=0;
			button=~button;//电平反转
		}
	}
	TL0 = 0x06;				//设置定时初始值
	TH0 = 0xFF;				//设置定时初始值
}

3.5按键程序设计

引用key_scan.h按键模块，通过控制TR0，来实现对蜂鸣器是否发声的功能。

void key_service()
{
	switch(key())
	{
		case 3:TR0=~TR0;break;
		default:break;
	}	
}

#include "key_scan.h"//独立键盘头文件
#include "delay.h"//延时头文件

/******************************************************************************************
函数名：key
功能：  独立键盘函数
参数：  无
返回值：unsigned char
******************************************************************************************/
unsigned char key_scan()//独立键盘按键函数
{
	unsigned char temp,temp2;
	static unsigned char keynum=20;
	KEYPIO=0xf0;//1为输入 0位输出 令高4位为1 低4位为0
	temp=KEYPIO;
	if(temp!=0xf0)//判断是否按下按键
	{
		delay(10);//消抖延时10ms
		if(temp!=0xf0)//再次判断是否按下按键
		{
			temp=KEYPIO&0xf0;//确定行
			KEYPIO=0x0f;//反转
			temp2=KEYPIO&0x0f;//确定列
		}
	}
	switch(temp+temp2)
	{
		case 0xee:keynum=1;break;
		case 0xed:keynum=2;break;
		case 0xeb:keynum=3;break;
		case 0xe7:keynum=4;break;
		case 0xde:keynum=5;break;
		case 0xdd:keynum=6;break;
		case 0xdb:keynum=7;break;
		case 0xd7:keynum=8;break;
		case 0xbe:keynum=9;break;
		case 0xbd:keynum=0;break;
		case 0xbb:keynum=10;break;
		case 0xb7:keynum=11;break;
		case 0x7e:keynum=12;break;
		case 0x7d:keynum=13;break;
		case 0x7b:keynum=14;break;
		case 0x77:keynum=15;break;
		default:break;
	}
	return keynum;
}

这是头文件key_scan.h，需要对key_scan()声明，对P3宏定义。

#ifndef __KEY_SCAN_H__
#define __KEY_SCAN_H__

#include <reg51.h>//51头文件

#define KEYPIO P3 //矩阵键盘两端所接的IO口

unsigned char key_scan();//独立键盘函数声明

#endif

3.6延时模块

delay.c

#include "delay.h"
/******************************************************************************************
函数名:delay
功能：延时函数
参数：unsigned char xms
返回值：无
******************************************************************************************/
void delay(unsigned char xms)
{
	unsigned char i,j;
	for(i=xms;i>0;i--)
	  for(j=124;j>0;j--);
}

delay.h

#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__

void delay(unsigned char xms);//延时函数声明

#endif

四、波形仿真测量

4.1示波器调用

以下是调用示波器的步骤。

4.2示波器用法

示波器最多同时测4个波形。①：通过调电压大小使波形振幅发生变化。②：波形整体上下移动。③：波形整体左右移动。④：调节波形宽度，但频率不会发生改变。

五、结果与扩展

5.1结果展现

结果：完成设计要求，按键灵敏度高，蜂鸣器能发出叮咚声，无噪音，波形正确。

示波器用的是黄色A接口,第一个图是咚的波形图，第二个是叮的波形图。

5.2扩展功能

本次实战，主要是手动的门铃打铃，读者可以制作智能门铃打铃，采用红外线，当有人时，红外线会扫描到，从而发出叮咚声;没人时，不会发出声音。这个跟现实生活中有人来店里，机器会发出欢迎光临声音功能是相似的。

六、总结

本次介绍了门铃打铃的基本理论知识，学习计算周期T、每种声音中断次数，同时提供模块代码和仿真图，帮助大家理解相关编码思路。

hi！我是博主LED-执棋困局🔥，喜欢或期待更好作品的，可以关注一下我🙏🙏🙏，带你们一起进步，另外欢迎大家的点评😊！！！

下一文：制作pwn波形模块，下集更精彩。

收录于

单片机基础

标签

#单片机 #学习 #嵌入式硬件 #设计规范 #c语言

C51定时器实现蜂鸣器叮咚敲门声Proteus仿真源自b站UP主金善愚 51单片机实现按键启动蜂鸣器发出叮咚声音,500ms转变一次阅读详情

基于51单片机--简易门铃打铃

1.4定时设置

2.1声音硬件电路设计

2.1.1理论阐述

2.1.2电路模块

2.2按键硬件设计

2.3仿真图展现

3.1总体软件设计思路

3.6延时模块

四、波形仿真测量

4.1示波器调用

4.2示波器用法

五、结果与扩展

5.2扩展功能

六、总结

相关推荐