“温度时间无线音乐三合一”家庭智能门铃系统
引言
回顾门铃近几十年的发展，从最早的铜制吊铃，到按钮门铃和当今的可视及智能门铃，发展相当迅速。但是我国对于智能自动化的研发跟国外相比还是有一定的差距。在古代的中国只有有钱人才能装门铃，而当前人民的生活水平越来越好，几乎家家户户都有一个门铃。现在国内的门铃主要有这几种，有线门铃，机械门铃，无线不可视门铃，无线可视门铃。在发展更为迅速的大城市，伴随着智能小区的普及化，各小区的门铃大多由无线不可视门铃向无线可视门铃转化。而在中小城市还是以无线不可视门铃为主。有线门铃则因为需要凿墙走线渐渐被淘汰而机械门铃较少存在，少数偏远农村地方仍在沿用。而在国外，欧美国家因为工业发展比中国早，很多智能化新兴产品较中国更为普遍和成熟，居民小区无线可视门铃极为常见，前段时间已有首款无需电池的无线门铃被研制出来，中国与之相比有一定差距。
因此，作为大学生的我们有必要站在祖国的角度上对此进行一定程度的了解和探索，在学习和创新下进行设计。经过反复的思考，我国智能家庭系统不及国外普遍的很大原因在于经济水平的不足。为了造福广大群众，我努力设计一个性价比高而功能较强的家庭日常系统。考虑到成本，我去除掉门铃视频部分，因为它华而不实且较昂贵，将家庭生活中常用的温度计和时钟加上门铃整合在一起，再融入无线技术，如此一来，我们使用更加方便，一目了然。其成本廉价、功能较多且实用，通过这个一体化家庭智能系统，我们可以准确和及时的掌握温度、时间和来访情况。本人认为，这个设计是个很大的创新，这样的家庭系统将原本的多个家居必备用品整合在一起，即减少了成本和空间，还让使用起来更加方便，欣赏起来更加新颖与时尚。它不仅满足了顾客所需也易生产，可以进行大规模生产而投入市场。其设计思路与结构如下。
一、总体设计方案及本系统的结构
本设计需要89C52的微控制器、三极管驱动喇叭、独立键盘、无线收发模块、实时时间芯片、温度传感器及显示液晶模块。
系统主要模块如图1所示，大体上分为2个独立板，一个是信号发射端，另一个则是信号接收端。两者通过无线传输信号。信号发射板上有电源起到信号发射器供能作用，当信号发射允许键被按下时，信号发射器由休眠状态转入工作将信号发射出去，短时间后又转回休眠状态。这时如果信号接收板上的电源开关处于开启，则信号接收器收到信号，并反馈给单片机， 单片机接到信号后经过处理，命令喇叭发声。
当按下接收板上的接收确认开关按下时，单片机相应I/O电平还原，暂停发声。
显示屏显示当前温度和时间，按键a、b、c进行时间调节。
（一）主控芯片单片机的选择
89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用ATMEL公司CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统。
（二）键盘的选取方案
常用的键盘主要分为独立式键盘和矩阵键盘，此处考虑到我们所需按键少， 就选择较为简单的独立式键盘。键盘是由一组按键开关组成的，而这个开关大多数为机械弹性开关，由于机械触点在物理学上的弹性作用，当开关受力时不会立刻按下和闭合，它要经过一个弹跳时间，从而产生抖动信号，因此我采用延时函数进行软件消抖。
（三）声音电路模块
播放模块是由三极管和电阻驱动构成，三级管将信号放大，然后传输到喇叭，喇叭它几乎不存在噪声，音响效果较好。
单片机发声概述：单片机发声没有专业乐器标准，无法演奏多种音色的声音，它基本上演奏的都是单音频率。所以单片机演奏时很简单，主要分为两个概念，一个是“音调”，另一个是“节拍”。音调代表音符频率的高低，而节拍代表音符持续的时间长短。所以，要想单片机发出我们需要的音乐，只需让其发出相应频率的方波脉冲，然后再用定时器进行节拍长短的定时，就可以达到我们预期的效果。
（四）无线信号模块
SC2262指采取CMOS工艺生产的低功耗的通用编码电路。SC2272是利用CMOS工艺生产的通用遥控解码集成电路。SC2262和SC2272有12位三态地址管脚。前者作为信号发射端，后者则为接收端，二者组合作为收发模块。通过无线收发模块就可以远程控制门铃发声，知晓来访情况。
（五）显示模块
本设计设计了时钟及温度计功能，因此需要显示模块来进行当前的时间和温度显示。我采用了SMC1602液晶显示屏，其与数码管相比显示更为清楚，显示字符与内容也可以更多。该设计通过显示屏第一排显示温度第二排显示时间。
（六）温度传感器
传感器可以将被测物的信息转化为电信号，通过温度传感器，可以把周围的温度测量出来，然后通过显示屏告诉我们。本设计采用的是较为常见的DS18B20。与热点偶式相比，因为我们仅需测室温不需要测高温，DS18B20更为精确，价廉。
（七）时间芯片模块
由于单片机断电会造成定时器清零，所以要想达到可以稳定而又准确的显示时间，这里我选用了较为常用的实时时钟芯片ds12885.这个芯片最大的优势是它另接了晶振，且自带充电电源。因此和单片机相连后，即使在断电的情况下时间依然不会停止，而是通过内部自带电源供能继续运算，当再次外接电源时其时间依然准确。
二、系统流程图
武昌工学院校级教研项目《仿真软件与单片机教学相结合的创新教学方法的研究与实践》，项目编号为2013JY33
项目基金：武昌工学院校级教研项目（2013JY33）
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