单片机控制技术：声音报警器设计演练

1.任务描述

要求：用P3.0输出500Hz的音频信号驱动扬声器，产生声音报警信号。

2.总体设计

按照要求完成声音报警器的设计任务，我们选择AT89S51单片机作为主控制器，系统硬件电路由单片机最小系统电路、蜂鸣器及其驱动电路组成，系统结构如图4-22所示。软件设计的主要任务是编程实现由P3.0引脚产生500Hz的方波作为音频信号驱动蜂鸣器，使其发声。可通过定时翻转P1.0引脚的电平产生符合蜂鸣器要求的频率的波形。在此，500Hz的信号其周期为2ms，因此，使P3.0引脚每1ms输出电平翻转1次，即可得到所要求的500Hz的声音报警信号，该音频信号如图4-23所示。其中，1ms的时间由延时子程序实现。

图4-22　声音报警器系统结构

图4-23　音频信号

3.硬件设计

实现该任务的硬件电路中包含的主要元器件为：AT89S51 1片、9013 1个、扬声器1个、12MHz晶振1个、电阻和电容等若干。系统硬件电路原理图如图4-24所示。在此，由P3.0输出预定的方波，加到晶体管9013进行放大，再输出到蜂鸣器，很好地实现了频率、声音的转换。

图4-24　声音报警器的硬件电路原理图

4.软件设计(www.xing528.com)

软件流程图如图4-25所示。

源程序如下：

图4-25　声音报警器　软件流程图

5.虚拟仿真与调试

声音报警器的Proteus仿真硬件电路图如图4-26所示，在Keil μVision3与Proteus环境下完成系统的仿真调试。通电后，蜂鸣器发出连续不断的声音。

图4-26　声音报警器Proteus仿真硬件电路图

6.能力拓展

用P1.0输出1kHz和500Hz的音频信号驱动扬声器，作报警信号，要求1kHz信号响100ms，500Hz信号响200ms，交替进行。