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自动化通信设备的应用与设计--一种新颖的数字门铃设计

作者：杨成慧，杨伟鑫，王书文.西北民族大学电气工程学院.兰州；

摘要

目前，门铃形式多样，许多现代门铃是电子产品，但他们的大部分功能单一。在本文中，它主要介绍用Protel99 SE软件设计数码门铃方法。其主要的控制器是AT89C52单片机，它的输入设备是4x4键盘、它的中间反应设备由DS1302时钟电路、AT24C02存储电路、ISD1420语音电路播放语音电路以及HD44780 LCD显示电路组成。该数字门铃的工作状态可以由用户自己设置，除了一个普通的电子钟功能外，它还有更多新功能。通过按键的时间和不同的音乐设置，门铃用户可以很容易的区分不同类型的访客。此外，门铃还可以通过声音或文字的形式提供给访客一些信息。更甚的是，用户每次都可以查询信息，以确定是否有访客。用一句话概括，门铃是一种人性化的设计。

关键词：AT89C52；电子门铃；Protel99 SE；多功能；自动化

一.简介

如今，门铃在百姓家中很受欢迎。有各种各样的门铃，而且，它们的功能也不同的。虽然有许多种类的门铃，大多只用于通知用户访客的到来。有时用户可能不在家所以不知道谁来了，这一切都会给用户和访客带来很大的麻烦。

在本文中，我们设计了一个包括许多更特殊的功能数字门铃，它们的功能如下：

1. 数码门铃可以提供一些液晶显示的文字提示和语音提示，这使得它非常对于拜访者来说非常方便。
2. 数字化门铃可以“记住”拜访者的信息，然后主人即使不在家也可以知道。
3. 根据用户，在不同的游客来时，响不同的音乐门铃；
4. 除了一个门铃，它也可以作为一个普通的时钟。

随着电子技术的飞速发展和印刷电路板处理技术的不断完善，一个新的大规模超大规模集成电路芯片层出不穷，现代电子电路系统变得非常复杂。在这种情况下，快速准确地完成电路板的设计就显得尤为重要，这对设计工具提出了更高的要求^[1]。Protel99 SE ^[2]是一款EDA（电子设计自动化）软件。Protel99 SE具有原理图设计、可编程逻辑器件的建立、混合信号电路仿真、PCB（印刷电路板）设计、功能布局设计的功能，在电子电路设计领域中占有极其重要的地位。作为一个计算机辅助设计系统，Protel是下一代最流行的一款EDA软件并且Protel Protel99 SE软件因其强大的功能和先进性使其成为这一系列使用率最高的一个版本，它成为大多数工程师都使用的一个产品。Protel99SE是Protel技术EDA软件；它具有多种功能，如原理图编辑、PLD设计，等等。所以它在电子电路设计领域是非常重要^[3-7]。

二.系统设计

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在论文中，门铃是由一个AT89C52单片机，AT24C02存储电路、时钟电路HD44780 、DS1302，LCD显示电路、ISD1420语音电路，4 x 4的按键和录音放置电路组成。系统原理图如图1所示。

图1 系统原理图

DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。包括一个实时时钟/日历和31个字节的静态存储器，单片机通过串行通信接口进行通信。实时时钟/日历电路提供秒，分钟，小时，天，周，月，年信息。时钟操作的AM / PM引脚，决定采用24或12小时的时间格式。在DS1302和单片机之间可以进行简单的同步串行通信。有三跳与I/O口相连，分别是:reset (RST), I / 0 数据引脚, 时钟引脚(SCLK)。时钟信号内储存器读/写数据是由一个最多31字节的字符进行传输的。DS1302具有高性能，低功耗的特点，实时时钟芯片内部RAM为单片机系统的日期和时间。

飞利浦AT24C02是一个12C串行接口的可电擦除可编程只读存储器。它是给定的串行电可编程只读存储器128/256/51211 024/2048字节，每个字符是八。该装置具有双线串行接口、双向数据传输、硬件写保护数据，八字节写模式和独立的定时写周期（1 OMS最大）可以保证100000次擦除/写，周期为10年的有效数据。AT24C02 容量是2kbit（256 x 8）、工作电压范围：4.5Vle;Vccle;5.5V^[8-10]。

在这个系统中，有三种类型的访客，家庭，朋友和陌生人。他们可以通过按键时间被区分出来，他们可以区分的键控时间。对每一种访客，系统都建立了相应的音乐铃声。同时，对每一种访客通过键盘用户选择不同的提示信息。此提示信息包括语音信息以及液晶显示信息，其中语音信息可以被设置为四种情况，液晶显示信息是对应于这四种语音提示信息。如果没有提示信息的液晶显示器，那么它将作为一个时钟工作。液晶上的提示信息会存储在单片机中,与此同时声音通过ISDI420语音电路提示信息。

在这个系统中，我们把0个按键作为门铃按钮。根据按键时间，播放电路将播放相应的音乐，然后存储电路会记录下这个客人的编号，具体的访问时间，这类访客的总数。同时，语音电路和显示电路都会提示。

三.系统工作原理

1. 硬件设计

该系统以AT89C52单片机为控制器。

这一数字门铃硬件电路如图2所示。

图2 硬件电路图

DS1302时钟电路用24小时的时间形式，设置AM / PM，那么它将作为一个时钟。DS1302与单片机的通信采用同步串行方式，也就是说，复位（RST），I/ O数据线，串行时钟（SCLK）将连接到AT89C52单片机的P30、P31、P32 引脚。液晶显示器与AT89C52单片机的液晶需要显示控制器HD44780的连接进行通信。HD44780本身可以驱动16*40点阵液晶屏，即具体16个字符每行。

由于该系统具有许多功能，我们使用4times;4矩阵键盘电路，以情况下，I/O输出端口是不够的。一般情况下，我们采用键盘扫描方式。 P00~P03引脚负责线扫描，P04~P07 引脚用于输入列检测。

存储电路采用飞利浦公司的芯片AT24C02，它主要是用来存储程序。在AT24C02存储空间：00H ~01H：总访问次数的陌生人；02h ~ 03H：总访问次数的朋友；04H：总访问次数的家庭；05H：是否液晶需要显示文字提示；06H：应对各种游客；07：在AT24C02第一地址存储下一个陌生客人的细节；09H：在AT24C02存储第一地址下家庭访问的细节；0AH ~ 0FH：记录用户的电话号码；10h ~ 5FH：陌生访客记录的细节；60H ~ BFH：朋友来访记录的细节；C0H FFH：家庭访客记录细节。每一个参观者的细节需要八单位，包括串行数（3单位），访问时间（5单位）。

在这个系统中，我们需要录音的只有三个部分，分别记录时间为4S，6S，10s，和相应的地址单元是：00H~ 1FH，20h ~ 57H，58h ~ A0H，因此只有三的地址线是必要的。连线方式：P26引脚与A6引脚相连，P25引脚与A5引脚相连，P23引脚与A3引脚相连.如果ISD1420 REC引脚为低电平，录音开始，并且电平高低由单片机P24引脚控制。在录音之前，先通过单片机送地址00H或20h或58h，选择音频段，并设置该引脚为低电平，然后录音可以开始。每次用户完成录音，芯片配备段标志（EOM）自动结束，以及溢出标志（OVF）。

B.系统软件设计

软件设计工作量大，主要包括主程序和相应的事件处理程序。系统主程序流程图如图3所示。

在主程序中完成了系统的初始化、时间显示和按键扫描。

图2 主要程序流程图

对于子程序，它们是按照：

当客人按门铃按钮时，该程序会根据按压时间发出不同的声音。在单片机中，51H，52H，53H地址分别用于记录的陌生人，朋友和家人。在系统初始化后，他们被设置为低，当按了门铃按钮时，它们将被设置为高。在这个时候，液晶显示器仍然显示时间，从而我们可以知道按钮是多久被按下。

每次有人按门铃，系统会把访问信息放进外部存储器，然后用户可以查询它。同时，系统将记录这类游客来访的次数，并更新AT24C02中的第一个地址。

在系统中，有四种response.00：请稍候，主人来了；01：主机了，请稍后再回来；10：主机了；请叫他数times;times;times;；11：没有语音提示。00,01,10,11都是提示信息的数字代码。在单片机中，01H，00H代表陌生人；02H，03H代表朋友；04H,05H代表家人。此外，这些数据应该被保存在AT24C02 06H地址单元05中。当门铃响起时，程序的流程是：先检测51H，52H，53H，通过判断他们中哪一个为低电平来判断访客类型。然后清除它，通过相应的处理程序，液晶显示屏会显示文字提示，并且语音电路会发出声音提示。最后，通过记录子程序，记录访问细节。

建立在相应的AT24C02中的05H位 ，以及LCD提示恢复^[11-14]。

结论

在古代，“门铃”是一种装饰门环，富裕的家庭安装在门前。如今，门铃的形式是多种多样的，现代的门铃很多都是电子产品，如“可视化集群钟”和“无限感应门铃”等，但它们的大部分功能都是单一的。

本文将展示一个使用Protel99 SE软件的数码门铃的设计方法。它的主要控制器AT89C52单片机和它的输入设备是4x4键盘，它的中间反应设备有DS1302时钟电路、AT24C02存储电路和ISD1420语音电路，它的输出设备是播放语音电路HD44780液晶显示电路。访客按按门铃按键盘按0键键。播放电路播放语音提示，液晶显示提示，用户通过播放电路播放的音乐声音，了解来访者的类型。 这个数字门铃的工作状态可以由用户自行设定。它不仅是一种常见的电子钟功能，而且还具有一定的功能扩展功能。通过不同的音乐来区分不同类型的来访者，并对访问者提供一些必要的信息和声音的反应。此外，用户还可以进行各种信息的查询，了解“是否有访客”和“他们是谁”等重要信息，这使得主机不在家不在家时错过一些访客。它可以展示人性化的设计。

最后，在本设计中，单片机（AT89C51）为数字门铃的核心部分。还有AT24C02存储电路、时钟电路、HD44780液晶显示电路、ISD1420语音电路，4 x 4键盘输入电路。使用软件为Protel99 SE软件，数码门铃实现了许多新的功能。用户可以根据音乐设置工作状态，可以区分用户的类型。同时，门铃的结构简单，成本低，而且很人性化。因此，数字门铃有很好的发展前景。

致谢

感谢西北民族大学科技团队基金。

参考文献

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[2]闻言，谭红，Protel99 SE电路设计，机械工业出版社，2006.8.

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[14]王秀丰，吴苑亭，电子材料和设备的准备，化学工业出版社，2008.4.

多路温度检测系统的设计

作者：陈圆圆.海南市科技学院信息工程系，海口.陈静.北京科技大学/机械制造与自动化，北京。

摘要

有很多时候我们需要对其温度进行实时测试，比如，粮食储存、锅炉等，本设计主要是研究了多通道温度测量系统的建立和应用。除此之外，它选择了STC89C52单片机作为核心控制芯片，DS18B20芯片作为温度传感器，同时采用74HC595移位寄存器驱动LED。采用芯片LM7805使系统电压更稳定。最后，采用MAX232芯片转换高低电平，并向单片机下载程序。系统具有快速、准确、可靠、经济、简单，最终实现了多通道温度测量，实验结果表明，温度范围从55°C到125°C，在-10～85°C范围内，温度的精度为plusmn;0.5°C。该系统适用于多通道温度测量的一般场合，具有很大的发展潜力和实用价值。

关键词：多通道温度检测系统；STC89C52单片机；DS18B20温度传感器

一.简介

现在，越来越多的重要场所，如娱乐场所、KTV、酒店、大型超市、粮库、锅炉、计算机房等需要严格控制。这些情况通常需要设定温度监测系统，以保护特定资产，并确保系统的稳定运行效果。此外，温度监测通常是隧道、铁路、地铁、机场、客舱等交通领域中最基本的环境监测要素，还有石油、煤炭

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