在本次的课程设计中，学生将使用单片机来设计一个基于定时器的门铃系统。这个设计的主要目标是利用单片机的定时/计数器功能，控制扬声器发出“叮咚”声，以此模拟门铃的声音。在这个过程中，学生会学习到如何设置和使用定时器，编写简单的程序，以及理解中断系统的运作机制。
1. **设计任务**：
设计的核心是利用定时器来控制门铃的音效。当开关被按下，系统启动中断，定时器开始计时。当定时器溢出时，它会触发中断服务程序。在此程序中，通过标志位i来识别不同的声音阶段：“叮”和“咚”。初始状态i为0，代表“叮”的信号，随后i递增，经过延时后切换到“咚”的声音。中断结束后，系统会检查i的值，当i为0或2时，会给示波器的不同通道提供高电平，以便观察和分析声音的脉宽。
2. **系统总体设计**：
系统主要由单片机（C51型号）控制，用户通过按钮操作来启动门铃。设计包括绘制电路原理图，编写C51单片机程序，并进行软件仿真。定时器T0被配置为模式0，具有13位计数器，其计数范围是0-8192。每次定时器中断发生时，会切换到两种不同的频率，分别对应“叮”和“咚”的声音。
3. **硬件系统设计**：
系统的核心是单片机，它通过控制输出频率来产生所需的声音。系统还包括一个振荡器，通常为晶体振荡器，用于提供精确的时钟频率，这对于UART通信的波特率设置至关重要。定时器1可以被用作波特率发生器，其波特率取决于定时器1的溢出率和SMOD位（PCON寄存器的第7位），该位决定了波特率是否翻倍。
4. **程序流程**：
程序的执行流程主要包括初始化、中断服务程序和主循环。在初始化阶段，设置定时器的工作模式和中断向量。中断服务程序处理定时器溢出事件，更新标志位i并控制扬声器的声音。主循环则负责监控系统状态和响应用户输入。
5. **程序代码**：
程序代码部分未给出，但通常会包含对定时器的初始化、中断服务程序的定义以及主循环中的控制逻辑。例如，设置TMOD寄存器选择定时器模式，通过MOV指令设置初值，开中断，然后在主循环中处理其他任务。
6. **软件仿真**：
在软件仿真阶段，学生将使用像Proteus或Keil这样的开发环境，运行和测试程序，观察门铃系统的运行情况，包括声音的产生和中断服务程序的执行。
7. **设计总结**：
在完成设计后，学生将总结设计过程中的挑战，如定时器设置的困难、中断服务程序的编写以及电路连接的问题。同时，也会强调通过这次设计所学到的知识点，比如单片机的中断系统、定时器的工作原理，以及C51编程技巧。
8. **参考文献**：
文档最后列出参考的书籍、文章或在线资源，以供进一步学习和研究。
整个设计项目旨在让学生深入理解单片机的工作原理，特别是定时器和中断系统的应用，同时锻炼他们的逻辑思维和实际操作能力。通过这样的实践，学生能够更好地准备未来在硬件设计和嵌入式系统开发中的工作。
