单片机音乐喷泉设计毕业论文

毕业设计说明书题目：单片机音乐喷泉产品设计工艺设计方案设计类型：学生姓名：学号：学院：电子信息工程学院专业：物联网班级：学校指导教师：企业指导教师：2016年3月14日摘要因为人们生活水平的提高，人们对音乐的热情也越发强烈，音乐喷泉愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品,是在程序控制的喷泉的基础上加入了音乐控制系统，最终将信号输出到控制系统，是喷水造型变化随音乐的节奏，旋律的起伏变化而变化，美妙动人。音乐表演喷泉根据目前音乐喷泉的发展现状，讲述了一个以AT89C51单片机为核心的小型音乐喷泉控制系统。用最简洁的单片机控制电路，分析输出地址，描述不同类型的输出电路和输入电路；介绍了从特定构造的喷池中获得决定喷池动作的喷池数据的原理；音频信号还影响灯光色彩和灯光光线明暗的变化。从而使灯光色彩、灯光的闪烁和喷泉水姿随音乐节奏而变化关键词：音乐喷泉;单片机;单片机数据目录1.绪论 31.1单片机控制系统研究背景 31.2研究的意义 32.课题的主要内容 错误！未定义书签。2.1基于单片机的音乐喷泉控制系统 42.2系统框架图 42.3原理图 42.4元件表 42.5程序流程图 43.系统设计方案 错误！未定义书签。3.1可行性分析 错误！未定义书签。3.2系统的调试 错误！未定义书签。4.结论 8参考文献 9致谢 9附录 9绪论随着人们生活水平的提高，现在各类综艺节目的争宠时代，音乐综艺节目的出现让人们对音乐的热爱持续上升，各类广场也为了吸引大众顾客，在广场的造型上费尽心思，音乐喷泉顺应社会需求在广场上大放异彩，其造型更是形态各异，或气势磅礴或文艺抒情，更是成为拍照景点圣地啊！在当今这个社会，音乐彩灯的发展非常广泛，各种娱乐场所，酒店，广场等都采用了彩灯烘托环境的美好。而音乐彩灯能在音乐的节奏下闪耀，更能给客人以全新的感觉。随着电子技术的发展，音乐彩灯有很高的发展前景。1.1单片机控制系统研究背景在当今这个社会，音乐彩灯的发展非常广泛，各种娱乐场所，酒店，广场等都采用了彩灯烘托环境的美好。而音乐彩灯能在音乐的节奏下闪耀，更能给客人以全新的感觉。随着电子技术的发展，音乐彩灯有很高的发展前景。音乐喷泉是现代科技与艺术的综合，音乐喷泉将喷水图形、彩色灯光及音乐旋律构成一个有机的整体，随着乐曲旋律和节奏的变化，各种不同的喷水花形相应的配合变换，在五彩绚丽的变幻灯光照耀下，构成一幅幅奇妙无比的景观、令人赏心悦目，叹为观止，在视听上获得极大的享受。本次毕业设计我将以8位单片机AT89C51为主机，以及各先关的元器件，来完成对音乐喷泉控制系统设计。1.2研究意义音乐喷泉是近几年来出现的喷泉水景与音乐欣赏相结合的产物，它的出现改变了喷泉艺术单调不变的局面。在音乐的伴随下喷泉的高度、灯光的色彩以及喷泉造型等随着音乐变化而变化，忽而气势磅礴，犹如万马齐奔，忽而悠然舒缓，犹如春风抚过杨柳，使观众陶醉于音乐与水型的完美结合中。目前，音乐喷泉出现了各种表现形式，比如大型广场喷泉、激光喷泉、水幕电影、超高喷泉、人工瀑布等。由于音乐喷泉作为一种独特的人工景观，具有很大的观赏价值，国内各大城市或在广场或在公园都有它的身影。可以说，音乐喷泉己经成为一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益。为了适应喷泉工程建设的需要，国内出现了众多的喷泉设备厂和喷泉设计专业公司。音乐喷泉作为一种独特的人工景观，获得了广大人民的喜爱，不仅使得人们在视觉上得到了享受，而且在音乐背景下，能够激励我们的心智。目前音乐喷泉已经成为一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益，研究和设计高水平的音乐喷泉控制技术是非常重要的课题的主要内容音乐彩灯控制器主要要求将音乐分成高低不同的频段，将彩灯分为8个，都为红颜色，每个彩灯根据音乐强度上升点亮越多方式控制。彩灯和音乐的同步控制，用软硬件结合的方法来实现。设计采用AT89C51单片机作为主控芯片，通过AD0832采集音频模拟信号转换数字信号，编程控制单片机进行音乐数据分析控制彩灯数量，并通过微型水泵实现喷泉，通过LED彩灯和水泵模拟喷泉。通过软件来PWM控制水泵，这样能较好的达到音乐与彩灯、水泵同步变化。2.1基于单片机的音乐喷泉控制系统采用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，能够简单而又实用的将乐曲控制喷泉的动作。而且以AT89C51为核心的嵌入式控制器，具有性价比高，体积小，易于操2.2系统总体框架图单片机单片机AD转换功放喇叭频谱彩灯显示驱动水泵电源音乐的播放可在开启喷泉时，由外部设备如手机，电脑等设备播放，根据有无音乐信号（计算机上播放或外部输入），启停喷泉。当有音乐信号时，获取声音强度，通过模拟量卡、实时输出到变频器，作用到变速电机上，使喷头喷水产生随音乐起伏的效果。单片机控制系统具有启动喷泉、灯光，捕获音乐，产生输出控制，显示当前音乐，喷泉、灯光状态，停止喷泉、灯光等功能，同时对各组喷头进行一定时间内的一定规则内的随机轮换。系统实现了乐曲演奏、乐曲选择、乐曲序号显示、喷泉水柱控制、彩灯控制等功能。物体振动产生声音，而振动的频率决定音调高低，因此使用单片机控制输出不同频率的信号，就可以产生不同的音调；利用单片机的计时系统可以控制各个音调的时间，即实现节拍的控制。音调和节拍按照乐谱排列就实现了乐曲演奏的功能。喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调都有对应的一组输出点开关状态组合，从而实现乐曲控制喷泉动作的功能。2.3原件表原件表名称规格数量单片机511芯片座DIP-401芯片座DIP-82AD芯片ADC08321功放芯片LM3861电解电容1000uF1电阻3K1电阻100K1电阻10K5电阻1K11电容1021电容22P2电解电容4.7uF2电解电容10uF1电解电容470uF2晶振12M1发光二极管3mm红色8二极管1N41481三极管90142三极管B7721排线座2P2电源座DC5V1按键1音频座1usb线1音频线1微型潜水泵1电路板12.4原理图2.5程序流程图开始开始初始化AD通道选择AD转换数据处理调PWM变量水泵频频彩灯3.1可行性分析用单片机根据音乐的强弱对电机，水泵或阀门进行控制，以便控制喷泉水柱的高低。输入为音乐成正比的电压信号，输出为对水泵转速或阀门的控制量。选用单片机作为此次音乐喷泉控制系统设计的控制核心，主要是为了实现单片放音，并控制多个电磁阀的开闭动作和水泵的动作，解决系统中信号的同步性问题。整个电路设计简单，通用，基于工程背景，具有可行性3.1系统的调试系统的硬件和软件设计完成后，需要对各个模块进行调试，从而观察效果，发现问题，并对设计进行改进。4.结论根据设计方案设计出了一套小型的音乐喷泉系统，该系统可以根据音乐高低起伏变化而影响水泵出水的高低，用户可以选择喜爱的音乐来播放，从而达到音乐，水，灯光气氛统一，播放同步。参考文献1]周慈航.单片机程序应用设计[M].北京:航空航天大学出版社,1991.[2]孙涵芳.MSC-51、96系列单片机原理及应用[M].北京:航空航天大学出版社,1992.[3]黄胜军.微型计算机控制应用实例集[M].北京:清华大学出版社,1987.[4]王建校.51系列单片机及C51程序设计[M].北京:科学出版社,2002.[5]黄玉容.单片机开发系统的设计与实现[J].公安大学学报(自然科学版),2001,(06).致谢此次毕业设计说明书特别感谢方跃春老师和宋晓虹老师对我设计说明书的悉心指导。（附录（顶格，4号，黑体）#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitADC_CS=P1^3;sbitADC_CLK=P1^0;sbitADC_DO=P1^1;sbitADC_DI=P1^2;sbitout=P2^0;sbitled1=P0^0;sbitled2=P0^1;sbitled3=P0^2;sbitled4=P0^3;sbitled5=P0^4;sbitled6=P0^5;sbitled7=P0^6;sbitled8=P0^7;ucharh1,date;unsignedcharadval;voiddelay(uintz){uchary;for(;z>0;z--)for(y=5;y>0;y--);}unsignedcharReadADC(void)//把模拟电压值转换成8位二进制数并返回{ unsignedchari,ch; ch=0; ADC_CS=0; ADC_DO=0;//片选，DO为高阻态 for(i=0;i<10;i++) {;} ADC_CLK=0; delay(2); ADC_DI=1; ADC_CLK=1; delay(2);//第一个脉冲，起始位 ADC_CLK=0; delay(2); ADC_DI=1; ADC_CLK=1; delay(2);//第二个脉冲，DI=1表示双通道单极性输入 ADC_CLK=0; delay(2); ADC_DI=0; ADC_CLK=1; delay(2);//第三个脉冲，DI=1表示选择通道1（CH2） ADC_DI=0; ADC_DO=1;//DI转为高阻态，DO脱离高阻态为输出数据作准备 ADC_CLK=1; delay(2); ADC_CLK=0; delay(2);//经实验，这里加一个脉冲AD便能正确读出数据， //不加的话读出的数据少一位（最低位d0读不出? for(i=0;i<8;i++) { ADC_CLK=1; delay(2); ADC_CLK=0; delay(2); ch=(ch<<1)|ADC_DO;//在每个脉冲的下降沿DO输出一位数据，最终ch为8位二进制数 } ADC_CS=1;//取消片选，一个转换周期结束 adval=ch; returnadval; }voidpenquan() //PWM调压{date=ReadADC(); h1=(255-date);out=1;delay(h1); if(h1>30)led1=0;elseled1=1; if(h1>70)led2=0;elseled2=1; if(h1>100)