基于单片机的电子音乐门铃的设计(3)

基于单片机的电子音乐门铃设计

（3）、I/O端口；

①P0口：P0口是一组8位漏极开路的标准双向I/O端口，P0口有两个功能：一个是通用输入输出端口，另一个是作数据分时复用/地址总线。因而在P0口的电路中有一个多路转接电路（MUX）。在单片机内部控制信号的作用下，多路转接电路可以分别接通锁存器输出或地址/数据线。值得注意的是，当P0口作为一般的I/O口操作时，必须外接上拉电阻（10KΩ）才能有高电平输出，这时P0口做通用I/O口时与其他3个I/O口不同之处[8]。AT89C51单片机的P0口在没扩展外部存储器时，能够作为通用I/O口使用。但是在有扩展外部存储器时，只能作地址/数据线。实际中P0口作为常用的单片机系统的地址/数据线使用[10]。

②P1口：P1口是一个准双向I/O口，他是一个单纯的输入输出口，没有复用功能。P1口通常是作为通用的I/O口来使用的，在4个I/O口中，它的功能是比较单一的，只能做输入输出用。电路的内部带有上拉电阻，与场效应管（FET）共同组成输出驱动电路[8]。于是，P1端口作为输出端口使用时，能够向外提供推拉电流负载，不需要外接上拉电阻。当P1端口作为输入端口使用时，同样也须先向其锁存器输出高电平，使输出驱动电路的场效应管VT截止[10]。

③P2口： P2端口有两种用途：通用I/O端口、或八位地址总线。相同的是P2口电路也有一个多路转接电路MUX[8]。不同的是P2口作为地址总线时，功能比P0口要简单一些，仅提供地址高八位。能够作为通用I/O口来用，这时候多路转接电路开关倒向锁存器Q端，其功能与P1、P0口相同[10]。

④P3口：P3口具有双重功能，默认的是第一功能（通用I/O端口），通过编程可以设定为第二功能。P3口用于通用I/O功能时，第二功能输出端为高电平，保持与非门开通状态，维持从锁存器到输出通路的畅通。P3口的每一位均可单独地定义为第一功能I/O口或第二功能来用[8]。P3口的第二功能涉及控制总线控制信号、定时器、串行口、外部中断。P3口的特点是为了适应引脚信号第二功能的需要，增加了第二功能控制逻辑[10]。P3口第二功能如下表2-1。

（4）、RST：复位输入；

（5）、ALE：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节；

（6）、EA：外部访问允许；

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（7）、/PSEN：程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号； （8）、XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端； （9）、XTAL1：振荡器反相放大器的输出端。

表2.1 P3口的第二功能

P3口引脚 P3.0口 P3.1口 P3.2口 P3.3口 P3.4口 P3.5口 P3.6口 P3.7口 第二功能 RXD TXD /INT0 /INT1 T0 T1 /WR /RD 功能说明 串行输入 串行输出 外部中断0输入 外部中断1输入 定时计数器0外部输入 定时计数器1外部输入 外部数据存储器写信号 外部数据存储器读信号 用途 串并口转换、通信 同上 中断控制 中断控制 定时、外部计数 同上 控制总线（输出） 控制总线（输入） 2.3 发射电路

因为无线电信号容易受到外界环境的干扰，所以从系统的可靠性方面来讲，发射的控制信号采用编码的方式来发送，而且在同一个区域内要使多个系统能同时工作而且互不影响，所以无线电信号的编码我们用SC2262集成电路来完成，此电路具有4位数据信号和8位地址信号，采用不同的数据与地址的组合，能够编制上万种编码，完全能够满足同一个区域内互不影响。发射芯片地址编码输入有高电平“1”、低电平“0”和“开路”三种状态，数据输入有高电平“1”低电平“0”两种状态。由各数据、地址的不同接脚状态来决定，编码从输出端口Dout输出，通过红外发射管发射出去。输出的编码信号是调制在38kHz载波上的，OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率，一般电阻选择在430k—820k之间。

SC2262-IR是2262系列用于红外遥控的专用芯片，它是一种CMOS工艺制造的低价位低功耗通用编码电路，SC2262-IR最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(接低电平，悬空，接高电平)，任意组合可一提供531441地址码，SC2262-IR最多可有6位(D0-D5)数据端管脚，设定的数据码和地址码从17脚串

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行输出，能够用于遥控发射电路。

编码芯片SC2262-IR发出的编码信号由：同步码、地址码、数据码组成一个完整的码字，如果有按键按下时，则SC2262-IR得电工作，其第17引脚输出经调制的串行数据信号。

SC2262-IR特点：低功耗，RC振荡电阻，外部元器件少，CMOS工艺制造，工作电压范围：2.6～15v ，数据最多可以达到6位，地址码最多可达531441种。应用范围：家庭防盗系统、遥控玩具、车辆防盗系统、其他电器遥控。图2.2为2262引脚图，表2.2为引脚介绍。 A0A1A2VccDoutOSC1OSC2A3A4A5A6/D5A7/D4Vss2262/TEA11/D0A10/D1A9/D2A8/D3 图2.2 2262引脚图 表2.2 引脚介绍 名称 A0-A11 D0-D5 Vcc Vss TE OSC1 OSC2 Dout 管脚 7-8、10-13 18 9 14 16 15 17 说 明 数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉。 电源正端（＋） 电源负端（－） 编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效。 振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率。 振荡电阻振荡器输出端。 编码输出端（正常时为低电平） 1-8、10-13 地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”(悬空)。 6

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2.4 接收电路

接收电路的无线接收与解调部分采用现成的高频接收模块，可以使设计工作简化，而且可靠性较好,接收模块采用的是超再生接收，具体的解调过程为：当发射器发送1时，相应的发射高频电路工作，接收部分就会相应地收到一个315 M的高频信号，使模块输出为高电平，当发射部分发送的是低电平时，发射高频部分停止工作，接收部分就输出为高电平，这样就完成了无线电信号的传输。经高频接收且解调出来的信号是编码集成电路SC2262编码后的串行信号，必须经相应的解码电路解码才能还原出控制信号数据。SC2272就担任此解码任务。SC2262和SC2272是一对专用编、解码集成电路，当接收部分SC2272的8位地址数据与发射部分的8位地址数据相同时，就会在SC2272的17脚输出一个高电平，表示解码成功，同时在4位数据位上输出相应的数据信号，后续的输出控制电路就根据解码输出的数据位。

SC2272的暂存功能是指当发射信号消失时，SC2272的对应数据输出位即变为低电平。而锁存功能是指，当发射信号消失时，SC2272的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新的信号输入。为了能正确解调出调制的编码信号，接收端需加一级前置放大级，保证输入SC2272的信号幅度足够大。SC2272各输出端通过各种接口即可控制相应的负载。电路图如图2.3所示。

图2.3数据解码与接收电路

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2.5 扬声器驱动电路

本扬声器驱动电路是由三极管和电阻驱动组成，三极管具有放大的功能。三极管将信号放大然后输入到扬声器，这样几乎没有任何干扰，音响效果比较好。播放电路如图2.4所示。

图2.4 播放模块电路

2.6 时钟电路

AT89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式如图2-5所示。在AT89C51单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1(18)和XTAL2(19)引脚外接石英晶体(简称晶振)，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号[15-20]。图中电容C1和C2的作用是稳定频率和快速起振，电容值在5~30pF，典型值为30pF。晶振CYS的振荡频率范围在1.2~12MHz间选择，典型值为12MHz和6MHz。

图2.5 时钟电路

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