基于單片機的多用戶門鈴

郭琳琳

摘 要： 小區的安全受到越來越多人的重視，多用戶門鈴得到廣泛應用。本文針對小區公寓樓的門鈴進行設計，來訪者只需要在樓下按下住戶的門鈴，相應住戶家里的門鈴就會響起，住戶聽到門鈴的響起，可以按下室內開關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計及其軟硬件調試結果。該多用戶門鈴方便了人們的生活，大大提高了小區的安全性，滿足人們的生活需求。

關鍵詞：多用戶門鈴 單片機 AT89C51 軟件調試

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：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，不但可以保障小區的安全，而且能夠提高人們的效率。本設計主要介紹了基于單片機的多用戶門鈴（四用戶門鈴）電路的設計，從畫電路圖開始到仿真再到制板做出實物，本設計詳細的介紹了整個設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的管腳結構和每個管腳的作用及各自的連接方法，使得該系統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，在到本設計制作的基于單片機的多用戶門鈴，這是門鈴的一個發展歷程。為了適應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答。來訪者只需要在樓下大門上的門鈴按下相應住戶的門鈴，相應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。可以按下室內開關，室內開關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，提高了小區的安全性。

二、單片機AT89C51簡介

AT89C51的介紹

AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含2k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-5l指令系統，片內置通用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用場合。

三、系統硬件設計

門鈴設計硬件電路包括單片機、晶振電路、復位電路和負載電路等。現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是標準的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再串聯一個電容的二端網絡，電工學上這個網絡有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯諧振，較高的頻率是并聯諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近，在這個極窄的頻率范圍內，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路。這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路，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變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。

3.復位電路

當輸入的信號連續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位初始化操作，當復位后程序計數器PC=0000H，即復位后將從程序存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼。

為了確保微機系統中電路穩定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。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字電路，它需要穩定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩定工作時，復位信號才被撤除，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時芯片復位腳近似低電平，于是芯片復位，接近vcc時芯片復位腳近高電平，于是芯片停止復位，復位完成。

四、系統軟件設計

1.多用戶門鈴設計的流程圖

根據設計所要實現的功能，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，并且判斷各個開關是否被按下，如若被按下就執行相應的程序，給相應的管腳提供相應的電平，并且調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]。本設計的基于單片機的多用戶門鈴程序如附錄所示。

五、結論

本文以單片機AT89C51為核心加上晶振電路、復位電路以及負載電路構成的多用戶門鈴的設計，考慮降低功耗，設計電路，硬件電路原理圖及PCB圖設計，電路板制作，硬件調試等手段，實現了來訪者只需要在樓下的門鈴處按下住戶的門鈴，相應住戶家里的門鈴就會響起，住戶聽到門鈴的響起，可以按下室內開關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，大大提高了小區的安全性，滿足人們的生活需求。