基于单片机的多用户门铃

郭琳琳

摘 要： 小区的安全受到越来越多人的重视，多用户门铃得到广泛应用。本文针对小区公寓楼的门铃进行设计，来访者只需要在楼下按下住户的门铃，相应住户家里的门铃就会响起，住户听到门铃的响起，可以按下室内开关控制楼下大门的开启。本文采用单片机AT89C51作为中央处理芯片，介绍了多用户门铃的设计及其软硬件调试结果。该多用户门铃方便了人们的生活，大大提高了小区的安全性，满足人们的生活需求。

关键词：多用户门铃 单片机 AT89C51 软件调试

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）03-0311-01

前言

随着人们生活水平的提高，小区的安全受到越来越多人的重视，得到一种简便实用的门铃控制，不但可以保障小区的安全，而且能够提高人们的效率。本设计主要介绍了基于单片机的多用户门铃（四用户门铃）电路的设计，从画电路图开始到仿真再到制板做出实物，本设计详细的介绍了整个设计的思路和制作流程，并且对使用到的软件（KEIL、PROTEUS、PROTEL）的使用方法和操作流程都有详细的说明。该多用户门铃以单片机AT89C51作为中央处理芯片，详细介绍了AT89C51的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法，使得该系统的功能扩展比较方便。

一、多用户门铃的概述

由最初的手动敲门，到铃铛门铃，在到本设计制作的基于单片机的多用户门铃，这是门铃的一个发展历程。为了适应人们对门铃更高的要求，会不断有功能更加强大的门铃被研制出来。本设计制作的基于单片机的多用户门铃是以芯片AT89C51为中央处理器芯片。主要完成对不同楼层用户之间的门铃应答。来访者只需要在楼下大门上的门铃按下相应住户的门铃，相应住户家里的门铃就会响起。住户听到门铃的响起，知道有来访者。可以按下室内开关，室内开关可以控制楼下大门的开启。该多用户门铃方便了人们的生活，提高了小区的安全性。

二、单片机AT89C51简介

AT89C51的介绍

AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-5l指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大。AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合。

三、系统硬件設计

门铃设计硬件电路包括单片机、晶振电路、复位电路和负载电路等。现将各硬件及电路介绍如下。

1.AT89C51芯片

1.1 AT89C51芯片引脚排列

AT89C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚分布可参照单片机引脚。P0.0～P0.7 P0口8位双向线（在引脚的32～39号端子）；P1.0～P1.7 P1口8位双向线（在引脚的1～8号端子）；P2.0～P2.7 P2口8位双向线（在引脚的21～28号端子）；P3.0～P3.7 P3口8位双向线（在引脚的10～17号端子）。40号管脚VCC：电源+5V输入。20号管脚GND：接地。

2.晶振电路

晶体振荡器，简称晶振。在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。

3.复位电路

当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作，当复位后程序计数器PC=0000H，即复位后将从程序存储器的0000H单元读取第一条指令码。

为了确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。

电阻给电容充电，电容的电压缓慢上升直到vcc，没到vcc时芯片复位脚近似低电平，于是芯片复位，接近vcc时芯片复位脚近高电平，于是芯片停止复位，复位完成。

四、系统软件设计

1.多用户门铃设计的流程图

根据设计所要实现的功能，考虑到编程简洁，容易达到要求，多用户门铃的程序流程图如图5-1所示。

2.门铃程序的编写

程序主要完成的是在运行的时候给端口P1和P3置高电平，并且判断各个开关是否被按下，如若被按下就执行相应的程序，给相应的管脚提供相应的电平，并且调用延时程序并以达到门铃响起或者LED灯点亮的效果。这就是这个程序需要完成的功能，根据电路图需要达到的效果，编写的C语言程序可以满足以上的所有要求[7]。本设计的基于单片机的多用户门铃程序如附录所示。

五、结论

本文以单片机AT89C51为核心加上晶振电路、复位电路以及负载电路构成的多用户门铃的设计，考虑降低功耗，设计电路，硬件电路原理图及PCB图设计，电路板制作，硬件调试等手段，实现了来访者只需要在楼下的门铃处按下住户的门铃，相应住户家里的门铃就会响起，住户听到门铃的响起，可以按下室内开关控制楼下大门的开启的功能。该多用户门铃方便了人们的生活，大大提高了小区的安全性，满足人们的生活需求。