基于51單片機(jī)的5色LED音樂(lè)頻譜畢業(yè)論文模板.docx

西安文理學(xué)院物理與機(jī)械電子工程學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 基于51單片機(jī)的5色LED音樂(lè)頻譜 專業(yè)班級(jí) 2011級(jí)應(yīng)用物理 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)所在單位 年 月西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題 目基于51單片機(jī)的5色LED音樂(lè)頻譜學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師職 稱講 師教 研 室光電工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)與要求設(shè)計(jì)5色LED音樂(lè)頻譜，使其隨著音樂(lè)，5列LED燈模擬音樂(lè)頻譜變換完成整個(gè)設(shè)計(jì)的邏輯設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電路組裝和調(diào)試以及設(shè)計(jì)報(bào)告。（1） 熟悉單片機(jī)最小系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理，并熟悉單片機(jī)的開(kāi)發(fā)與仿真流程。（2） 熟悉應(yīng)用Protel軟件設(shè)計(jì)電路的流程，并搭建硬件電路板，完成調(diào)試，確保其功能正確實(shí)現(xiàn)。（3） 熟練掌握C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言，并能夠利用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序，進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。（4）完成10篇相關(guān)文獻(xiàn)(其中包括1篇英文文獻(xiàn))的閱讀（5）完成論文的撰寫(xiě)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)程起止時(shí)間工作內(nèi)容1-10-3-13-2-3-153-16-4-154-16-4-305-1-5-22與本論文題目接近的相關(guān)論文、文獻(xiàn)的閱讀,資料收集整理查閱資料，搭建畢設(shè)框架,調(diào)試程序，同時(shí)寫(xiě)論文初稿進(jìn)行實(shí)驗(yàn),軟件模擬，硬件實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行調(diào)試修改論文，同時(shí)翻譯一篇主要英文參考文獻(xiàn)根據(jù)指導(dǎo)教師和評(píng)閱教師意見(jiàn)作出修改，提交定稿,準(zhǔn)備答辯開(kāi)始日期 完成日期 教研室主任（簽字） 系主任（簽字） 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題 目基于51單片機(jī)的5色LED音樂(lè)頻譜學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專業(yè)名稱指導(dǎo)教師開(kāi)題時(shí)間班 級(jí)2011級(jí)二班一、 選題目的和意義：目的： 通過(guò)51單片機(jī)交流音頻信號(hào)AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)LED音樂(lè)頻譜隨著音樂(lè)播放設(shè)備LED光柱隨著音樂(lè)音調(diào)高低自行跳躍。意義： 我們知道一切的聲音都是由震動(dòng)產(chǎn)生，聲音之所以千變?nèi)f化各不相同，是因?yàn)樗鼈冋駝?dòng)各不相同，根據(jù)傅立葉分析，任何聲音都可以分解為數(shù)個(gè)甚至無(wú)限個(gè)正弦波，而它們往往又包含有無(wú)數(shù)多的諧波分量，這些分量往往又時(shí)刻變化著。因此一個(gè)聲音的構(gòu)成是復(fù)雜的，將聲音的頻率分量繪制成曲線，就形成的頻譜。而單片機(jī)就可以將頻譜信息用LED燈顯示出來(lái)，隨著時(shí)代的進(jìn)步，我們生活許多地方都需要LED屏向人們傳遞信息，它將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓虹燈、磁翻板等產(chǎn)品，成為我們社會(huì)的主導(dǎo)產(chǎn)品。二、 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)：當(dāng)顯示部分用全彩LED來(lái)代替單色的LED時(shí)，用單片機(jī)控制的全彩LED顯示屏幕將會(huì)成為目前高檔DISCO酒吧、舞臺(tái)等夜場(chǎng)最先進(jìn)的背景燈光產(chǎn)品。由于它應(yīng)用了單片機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，所以既不同于普通的燈光裝飾，也不同于傳統(tǒng)的激光舞臺(tái)燈。通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂?，它能根?jù)音樂(lè)的旋律、節(jié)奏而產(chǎn)生明暗及色彩的變化并能形成各種動(dòng)態(tài)畫(huà)面效果，并產(chǎn)生華麗斑斕的背景燈光。近些年的快速崛起，單片機(jī)LED燈將頻繁應(yīng)用為酒吧、舞廳、夜總會(huì)、俱樂(lè)部、休閑中心等娛樂(lè)場(chǎng)所的LED彩顯幕墻、LED彩顯天花、LED彩顯地面、建筑物外墻（或輪廓）的夜景燈光裝飾和外墻顯示屏等，成為夜晚中最大的亮點(diǎn)。三、主要研究?jī)?nèi)容： 1、頻譜是什么，什么是頻譜顯示。 2、單片機(jī)LED頻譜工作原理是什么。 3、本次研究是基于微處理器軟件 分析法，其核心是快速傅立葉算法，在制作和模擬仿真中是如何使用FFT。指導(dǎo)教師意見(jiàn)及建議： 簽字： 年 月 日教研室審核意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日注：此表前三項(xiàng)由學(xué)生填寫(xiě)后，交指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)，經(jīng)教研室審批后，才能開(kāi)題。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表題 目學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專業(yè)名稱指導(dǎo)教師檢查時(shí)間班 級(jí)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 進(jìn) 展 情 況指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) “中期檢查”主要檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，主要檢查以下內(nèi)容：a. 學(xué)生是否清楚自己的工作內(nèi)容和技術(shù)路線b. 能否按進(jìn)度完成設(shè)計(jì)任務(wù)c. 能否與指導(dǎo)教師保持正常的師生指導(dǎo)關(guān)系簽字： 年 月 日教研室意見(jiàn)簽字： 年 月 日西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)分表學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專 業(yè)班 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間 年 月 日至 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：（應(yīng)從選題、收集資料與運(yùn)用、論點(diǎn)、論述依據(jù)、結(jié)論、論證方法、寫(xiě)作規(guī)范以及日常表現(xiàn)等方面對(duì)論文進(jìn)行評(píng)述。）建議成績(jī)：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)分表學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專 業(yè)班 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間 年 月 日至 年 月 日評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)：（應(yīng)從選題、寫(xiě)作規(guī)范、問(wèn)題論證或說(shuō)明效果等方面對(duì)論文進(jìn)行評(píng)述）建議成績(jī)：評(píng)閱教師簽名： 年 月 日西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專業(yè)名稱答辯時(shí)間年 月 日答辯地點(diǎn)指導(dǎo)教師題 目答辯小組成 員姓 名職 稱姓 名職 稱提問(wèn)及回答情況記錄： 記錄人簽字： 年 月 日答辯成績(jī)：答辯小組組長(zhǎng)簽名： 年 月 日畢業(yè)論文成績(jī)答辯委員會(huì)認(rèn)定成績(jī)畢業(yè)論文等級(jí)學(xué)院答辯委員會(huì)意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日注：1、畢業(yè)論文成績(jī)=指導(dǎo)教師成績(jī)40%評(píng)閱教師成績(jī)20%答辯成績(jī)40%；2、答辯委員會(huì)認(rèn)定成績(jī)是根據(jù)該生畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的表現(xiàn)及該專業(yè)整體論文情況的綜合評(píng)定成績(jī)。3、論文等級(jí)分優(yōu)秀（90分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069分）、不及格（60分）。中文題目摘要：簡(jiǎn)要說(shuō)明研究工作的目的、方法、成果和結(jié)論，重點(diǎn)說(shuō)明本論文的成果和新見(jiàn)解。中文摘要字?jǐn)?shù)為300字左右。中文摘要中除個(gè)別英文縮寫(xiě)外，一律用漢字寫(xiě)成，不得出現(xiàn)公式、圖、表和參考文獻(xiàn)等。關(guān)鍵詞：35個(gè)英文題目Abstract：（1）用詞應(yīng)準(zhǔn)確，使用本學(xué)科通用的詞匯；（2）關(guān)鍵詞按相應(yīng)專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)寫(xiě)出；（3）中、英文摘要的內(nèi)容一致。Key words：35個(gè)目錄在WORD中依次點(diǎn)擊“插入引用索引和目錄目錄確定”自然生成目錄。第1章 緒論(設(shè)置成一級(jí)標(biāo)題，三號(hào)黑體、二倍行距)1.1 選題的目的與意義(設(shè)置成二級(jí)標(biāo)題，四號(hào)黑體、1.5倍行距)數(shù)字濾波器是一種用來(lái)過(guò)濾時(shí)間離散信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)，它是通過(guò)對(duì)抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理來(lái)達(dá)到頻域?yàn)V波的目的。數(shù)字濾波器可以用軟件或設(shè)計(jì)專用的數(shù)字處理硬件兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器優(yōu)點(diǎn)是：隨著濾波器參數(shù)的改變，很容易改變?yōu)V波器的性能。FIR(有限脈沖響應(yīng)) 濾波器的設(shè)計(jì)可以使用高級(jí)語(yǔ)言(如Fortran、C 語(yǔ)言)來(lái)實(shí)現(xiàn)，目前有許多現(xiàn)成的高級(jí)語(yǔ)言FIR濾波器設(shè)計(jì)程序。表1.1兩種濾波器的特點(diǎn)對(duì)比（表1.1表示第1章第1個(gè)表）FIRIIR設(shè)計(jì)方法一般無(wú)解析的設(shè)計(jì)公式，要借助計(jì)算機(jī)程序完成利用AF的成果，可簡(jiǎn)單、有效地完成設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)果可得到幅頻特性(可以多帶)和線性相位(最大優(yōu)點(diǎn))只能得到幅頻特性，相頻特性未知(一大缺點(diǎn))，如需要線性相位，須用全通網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)，但增加濾波器階數(shù)和復(fù)雜性穩(wěn)定性極點(diǎn)全部在原點(diǎn)(永遠(yuǎn)穩(wěn)定)無(wú)穩(wěn)定性問(wèn)題有穩(wěn)定性問(wèn)題階 數(shù)高低結(jié) 構(gòu)非遞歸系統(tǒng)遞歸系統(tǒng)運(yùn)算誤差一般無(wú)反饋，運(yùn)算誤差小有反饋，由于運(yùn)算中的四舍五入會(huì)產(chǎn)生極限環(huán)1.2 數(shù)字濾波器的發(fā)展趨勢(shì)隨著信息時(shí)代和數(shù)字世界的到來(lái)，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)成為當(dāng)今一門(mén)極其重要的科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域。數(shù)字信號(hào)處理在通信、圖像、自動(dòng)控制、雷達(dá)、軍事、航空航天、醫(yī)療以及家用電器等眾多領(lǐng)域里得到了廣泛應(yīng)用。1.3 本課題主要討論問(wèn)題MATLAB是一種用于科學(xué)和工程計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言，與其他高級(jí)語(yǔ)言相比具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。MATLAB工具箱為不同領(lǐng)域的用戶提供了一條捷徑，而MATLAB 的信號(hào)處理工具箱為濾波器的設(shè)計(jì)和譜分析提供了廣泛的支持。隨著MATLAB軟件尤其是MATLAB的信號(hào)處理工作箱的不斷完善，不僅數(shù)字濾波器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有了可能，而且還可以使設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化。第2章 FIR數(shù)字濾波器的原理在信號(hào)處理過(guò)程中，所處理的信號(hào)往往混有噪音，從接收到的信號(hào)中消除或減弱噪音是信號(hào)傳輸和處理中十分重要的問(wèn)題。根據(jù)有用信號(hào)和噪音的不同特性，提取有用信號(hào)的過(guò)程稱為濾波，實(shí)現(xiàn)濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。2.1數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)作為線形時(shí)不變系統(tǒng)的數(shù)字濾波器可以用系統(tǒng)函數(shù)來(lái)表示，而實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)函數(shù)表達(dá)式所表示的系統(tǒng)可以用兩種方法：一種方法是采用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)；另一種方法是用加法器、乘法器、和延遲器等元件設(shè)計(jì)出專用的數(shù)字硬件系統(tǒng)，即硬件實(shí)現(xiàn)。不論軟件實(shí)現(xiàn)還是硬件實(shí)現(xiàn)，在濾波器設(shè)計(jì)過(guò)程中，由同一系統(tǒng)函數(shù)可以構(gòu)成很多不同的運(yùn)算結(jié)構(gòu)。對(duì)于無(wú)限精度的系數(shù)和變量，不同結(jié)構(gòu)可能是等效的，與其輸入和輸出特性無(wú)關(guān)；但是在系數(shù)和變量精度是有限的情況下，不同運(yùn)算結(jié)構(gòu)的性能就有很大的差異。因此，有必要對(duì)離散時(shí)間系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有一基本認(rèn)識(shí)。數(shù)字濾波器可以用系統(tǒng)函數(shù)表示為： (式2.1)（式2.1表示第2章第1個(gè)公式）本課題主要討論FIR濾波器的設(shè)計(jì)，下面將只對(duì)FIR濾波器進(jìn)行討論。2.2有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)(FIR)濾波器的基本結(jié)構(gòu)FIR濾波器具有以下特點(diǎn)：(1) 系統(tǒng)的單位沖擊響應(yīng)在有限個(gè)出不為零；(2) 系統(tǒng)函數(shù)在出收斂，在處只有零點(diǎn)，有限Z平面只有零點(diǎn)，而全部極點(diǎn)都在處；(3) 結(jié)構(gòu)上主要是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒(méi)有輸出到輸入的反饋，但一些結(jié)構(gòu)中也包含反饋的遞歸成分。FIR濾波器具有四種基本構(gòu)型：橫截型（見(jiàn)圖2.1所示）、級(jí)聯(lián)型（見(jiàn)圖2.2所示）、頻率抽樣型和快速卷積型。圖2.1FIR濾波器的橫截型（圖2.1表示第2章第1個(gè)圖片）圖2.2 FIR濾波器的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)注：表、公式、圖要按照章節(jié)依次排序。第3章 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)3.1常見(jiàn)的FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法3.1.1窗函數(shù)法(設(shè)置成三級(jí)標(biāo)題，四號(hào)楷體、1.5倍行距)窗函數(shù)的設(shè)計(jì)思想：一般是先給定所要求的理想濾波器頻率響應(yīng)，由導(dǎo)出，我們知道理想濾波器的沖擊響應(yīng)是無(wú)限長(zhǎng)的非因果序列，而我們要設(shè)計(jì)的是有限長(zhǎng)的FIR濾波器，所以要用有限長(zhǎng)序列來(lái)逼近無(wú)限長(zhǎng)序列，設(shè)：(式3.1) 常用的方法是用有限長(zhǎng)度的窗函數(shù)w(n)來(lái)截取 即：(式3.2)結(jié)束語(yǔ)致謝本課題的研究探討以及論文撰寫(xiě)一直都是在老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的，可以說(shuō)其中的每個(gè)環(huán)節(jié)都傾注了老師的智慧和心血，尤其是表示感謝。參考文獻(xiàn)學(xué)術(shù)期刊 作者論文題目期刊名稱，出版年份，卷號(hào)：頁(yè)次例如：1楊盛標(biāo) 許康工程范疇演變考略自然辯證法研究，2000，1：35如果作者的人數(shù)多于3人，則只寫(xiě)第一位作者的名字后面加“等”。例如：2何砟麻等云南宇宙射線站奇特事例的再分析中國(guó)科學(xué)，1995，A25：596學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 作者論文題目In（見(jiàn)）：文集編者姓名ed（編，多編者用eds）學(xué)術(shù)會(huì)議文集名稱，出版地：出版者，出版年份：頁(yè)次例如：3司宗國(guó) 謝去病 王群重子湮沒(méi)快度關(guān)聯(lián)的研究見(jiàn)趙維勤，高崇壽編第五屆高能粒子產(chǎn)生和重離子碰撞理論研討會(huì)文集，北京：中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心，1996：105圖書(shū) 著者書(shū)名版本出版地：出版者，出版年頁(yè)次如果該書(shū)是第一版則可以略去版次。例如：4韓其智 孫洪洲群論北京：北京大學(xué)出版社，1987101預(yù)印本 作者論文題目預(yù)印本編號(hào)（