單片機(jī)音樂(lè)噴泉設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)音樂(lè)噴泉產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)類(lèi)型：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)院：電子信息工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)班級(jí)：學(xué)校指導(dǎo)教師：企業(yè)指導(dǎo)教師：2016年3月14日摘要因?yàn)槿藗兩钏降奶岣?，人們?duì)音樂(lè)的熱情也越發(fā)強(qiáng)烈，音樂(lè)噴泉愈來(lái)愈成為休閑娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)品,是在程序控制的噴泉的基礎(chǔ)上加入了音樂(lè)控制系統(tǒng)，最終將信號(hào)輸出到控制系統(tǒng)，是噴水造型變化隨音樂(lè)的節(jié)奏，旋律的起伏變化而變化，美妙動(dòng)人。音樂(lè)表演噴泉根據(jù)目前音樂(lè)噴泉的發(fā)展現(xiàn)狀，講述了一個(gè)以AT89C51單片機(jī)為核心的小型音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)。用最簡(jiǎn)潔的單片機(jī)控制電路，分析輸出地址，描述不同類(lèi)型的輸出電路和輸入電路；介紹了從特定構(gòu)造的噴池中獲得決定噴池動(dòng)作的噴池?cái)?shù)據(jù)的原理；音頻信號(hào)還影響燈光色彩和燈光光線明暗的變化。從而使燈光色彩、燈光的閃爍和噴泉水姿隨音樂(lè)節(jié)奏而變化關(guān)鍵詞：音樂(lè)噴泉;單片機(jī);單片機(jī)數(shù)據(jù)目錄1.緒論 31.1單片機(jī)控制系統(tǒng)研究背景 31.2研究的意義 32.課題的主要內(nèi)容 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1基于單片機(jī)的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng) 42.2系統(tǒng)框架圖 42.3原理圖 42.4元件表 42.5程序流程圖 43.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.1可行性分析 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2系統(tǒng)的調(diào)試 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.結(jié)論 8參考文獻(xiàn) 9致謝 9附錄 9緒論隨著人們生活水平的提高，現(xiàn)在各類(lèi)綜藝節(jié)目的爭(zhēng)寵時(shí)代，音樂(lè)綜藝節(jié)目的出現(xiàn)讓人們對(duì)音樂(lè)的熱愛(ài)持續(xù)上升，各類(lèi)廣場(chǎng)也為了吸引大眾顧客，在廣場(chǎng)的造型上費(fèi)盡心思，音樂(lè)噴泉順應(yīng)社會(huì)需求在廣場(chǎng)上大放異彩，其造型更是形態(tài)各異，或氣勢(shì)磅礴或文藝抒情，更是成為拍照景點(diǎn)圣地??！在當(dāng)今這個(gè)社會(huì)，音樂(lè)彩燈的發(fā)展非常廣泛，各種娛樂(lè)場(chǎng)所，酒店，廣場(chǎng)等都采用了彩燈烘托環(huán)境的美好。而音樂(lè)彩燈能在音樂(lè)的節(jié)奏下閃耀，更能給客人以全新的感覺(jué)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，音樂(lè)彩燈有很高的發(fā)展前景。1.1單片機(jī)控制系統(tǒng)研究背景在當(dāng)今這個(gè)社會(huì)，音樂(lè)彩燈的發(fā)展非常廣泛，各種娛樂(lè)場(chǎng)所，酒店，廣場(chǎng)等都采用了彩燈烘托環(huán)境的美好。而音樂(lè)彩燈能在音樂(lè)的節(jié)奏下閃耀，更能給客人以全新的感覺(jué)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，音樂(lè)彩燈有很高的發(fā)展前景。音樂(lè)噴泉是現(xiàn)代科技與藝術(shù)的綜合，音樂(lè)噴泉將噴水圖形、彩色燈光及音樂(lè)旋律構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，隨著樂(lè)曲旋律和節(jié)奏的變化，各種不同的噴水花形相應(yīng)的配合變換，在五彩絢麗的變幻燈光照耀下，構(gòu)成一幅幅奇妙無(wú)比的景觀、令人賞心悅目，嘆為觀止，在視聽(tīng)上獲得極大的享受。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我將以8位單片機(jī)AT89C51為主機(jī)，以及各先關(guān)的元器件，來(lái)完成對(duì)音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1.2研究意義音樂(lè)噴泉是近幾年來(lái)出現(xiàn)的噴泉水景與音樂(lè)欣賞相結(jié)合的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)改變了噴泉藝術(shù)單調(diào)不變的局面。在音樂(lè)的伴隨下噴泉的高度、燈光的色彩以及噴泉造型等隨著音樂(lè)變化而變化，忽而氣勢(shì)磅礴，猶如萬(wàn)馬齊奔，忽而悠然舒緩，猶如春風(fēng)撫過(guò)楊柳，使觀眾陶醉于音樂(lè)與水型的完美結(jié)合中。目前，音樂(lè)噴泉出現(xiàn)了各種表現(xiàn)形式，比如大型廣場(chǎng)噴泉、激光噴泉、水幕電影、超高噴泉、人工瀑布等。由于音樂(lè)噴泉作為一種獨(dú)特的人工景觀，具有很大的觀賞價(jià)值，國(guó)內(nèi)各大城市或在廣場(chǎng)或在公園都有它的身影?？梢哉f(shuō)，音樂(lè)噴泉己經(jīng)成為一種娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了適應(yīng)噴泉工程建設(shè)的需要，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了眾多的噴泉設(shè)備廠和噴泉設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)公司。音樂(lè)噴泉作為一種獨(dú)特的人工景觀，獲得了廣大人民的喜愛(ài)，不僅使得人們?cè)谝曈X(jué)上得到了享受，而且在音樂(lè)背景下，能夠激勵(lì)我們的心智。目前音樂(lè)噴泉已經(jīng)成為一種娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，研究和設(shè)計(jì)高水平的音樂(lè)噴泉控制技術(shù)是非常重要的課題的主要內(nèi)容音樂(lè)彩燈控制器主要要求將音樂(lè)分成高低不同的頻段，將彩燈分為8個(gè)，都為紅顏色，每個(gè)彩燈根據(jù)音樂(lè)強(qiáng)度上升點(diǎn)亮越多方式控制。彩燈和音樂(lè)的同步控制，用軟硬件結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)作為主控芯片，通過(guò)AD0832采集音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，編程控制單片機(jī)進(jìn)行音樂(lè)數(shù)據(jù)分析控制彩燈數(shù)量，并通過(guò)微型水泵實(shí)現(xiàn)噴泉，通過(guò)LED彩燈和水泵模擬噴泉。通過(guò)軟件來(lái)PWM控制水泵，這樣能較好的達(dá)到音樂(lè)與彩燈、水泵同步變化。2.1基于單片機(jī)的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)采用以AT89C51為核心的單片機(jī)控制方案。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的IO端口，及其控制的準(zhǔn)確性，能夠簡(jiǎn)單而又實(shí)用的將樂(lè)曲控制噴泉的動(dòng)作。而且以AT89C51為核心的嵌入式控制器，具有性?xún)r(jià)比高，體積小，易于操2.2系統(tǒng)總體框架圖單片機(jī)單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換功放喇叭頻譜彩燈顯示驅(qū)動(dòng)水泵電源音樂(lè)的播放可在開(kāi)啟噴泉時(shí)，由外部設(shè)備如手機(jī)，電腦等設(shè)備播放，根據(jù)有無(wú)音樂(lè)信號(hào)（計(jì)算機(jī)上播放或外部輸入），啟停噴泉。當(dāng)有音樂(lè)信號(hào)時(shí)，獲取聲音強(qiáng)度，通過(guò)模擬量卡、實(shí)時(shí)輸出到變頻器，作用到變速電機(jī)上，使噴頭噴水產(chǎn)生隨音樂(lè)起伏的效果。單片機(jī)控制系統(tǒng)具有啟動(dòng)噴泉、燈光，捕獲音樂(lè)，產(chǎn)生輸出控制，顯示當(dāng)前音樂(lè)，噴泉、燈光狀態(tài)，停止噴泉、燈光等功能，同時(shí)對(duì)各組噴頭進(jìn)行一定時(shí)間內(nèi)的一定規(guī)則內(nèi)的隨機(jī)輪換。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了樂(lè)曲演奏、樂(lè)曲選擇、樂(lè)曲序號(hào)顯示、噴泉水柱控制、彩燈控制等功能。物體振動(dòng)產(chǎn)生聲音，而振動(dòng)的頻率決定音調(diào)高低，因此使用單片機(jī)控制輸出不同頻率的信號(hào)，就可以產(chǎn)生不同的音調(diào)；利用單片機(jī)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)可以控制各個(gè)音調(diào)的時(shí)間，即實(shí)現(xiàn)節(jié)拍的控制。音調(diào)和節(jié)拍按照樂(lè)譜排列就實(shí)現(xiàn)了樂(lè)曲演奏的功能。噴頭及彩燈分別與相應(yīng)輸出點(diǎn)連接，通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)每種音調(diào)都有對(duì)應(yīng)的一組輸出點(diǎn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合，從而實(shí)現(xiàn)樂(lè)曲控制噴泉?jiǎng)幼鞯墓δ堋?.3原件表原件表名稱(chēng)規(guī)格數(shù)量單片機(jī)511芯片座DIP-401芯片座DIP-82AD芯片ADC08321功放芯片LM3861電解電容1000uF1電阻3K1電阻100K1電阻10K5電阻1K11電容1021電容22P2電解電容4.7uF2電解電容10uF1電解電容470uF2晶振12M1發(fā)光二極管3mm紅色8二極管1N41481三極管90142三極管B7721排線座2P2電源座DC5V1按鍵1音頻座1usb線1音頻線1微型潛水泵1電路板12.4原理圖2.5程序流程圖開(kāi)始開(kāi)始初始化AD通道選擇AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理調(diào)PWM變量水泵頻頻彩燈3.1可行性分析用單片機(jī)根據(jù)音樂(lè)的強(qiáng)弱對(duì)電機(jī)，水泵或閥門(mén)進(jìn)行控制，以便控制噴泉水柱的高低。輸入為音樂(lè)成正比的電壓信號(hào)，輸出為對(duì)水泵轉(zhuǎn)速或閥門(mén)的控制量。選用單片機(jī)作為此次音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制核心，主要是為了實(shí)現(xiàn)單片放音，并控制多個(gè)電磁閥的開(kāi)閉動(dòng)作和水泵的動(dòng)作，解決系統(tǒng)中信號(hào)的同步性問(wèn)題。整個(gè)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，通用，基于工程背景，具有可行性3.1系統(tǒng)的調(diào)試系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)完成后，需要對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試，從而觀察效果，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。4.結(jié)論根據(jù)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)出了一套小型的音樂(lè)噴泉系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)音樂(lè)高低起伏變化而影響水泵出水的高低，用戶(hù)可以選擇喜愛(ài)的音樂(lè)來(lái)播放，從而達(dá)到音樂(lè)，水，燈光氣氛統(tǒng)一，播放同步。參考文獻(xiàn)1]周慈航.單片機(jī)程序應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北京:航空航天大學(xué)出版社,1991.[2]孫涵芳.MSC-51、96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:航空航天大學(xué)出版社,1992.[3]黃勝軍.微型計(jì)算機(jī)控制應(yīng)用實(shí)例集[M].北京:清華大學(xué)出版社,1987.[4]王建校.51系列單片機(jī)及C51程序設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2002.[5]黃玉容.單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].公安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001,(06).致謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)特別感謝方躍春老師和宋曉虹老師對(duì)我設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的悉心指導(dǎo)。（附錄（頂格，4號(hào)，黑體）#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)//把模擬電壓值轉(zhuǎn)換成8位二進(jìn)制數(shù)并返回{ unsignedchari,ch; ch=0; ADC_CS=0; ADC_DO=0;//片選，DO為高阻態(tài) for(i=0;i<10;i++) {;} ADC_CLK=0; delay(2); ADC_DI=1; ADC_CLK=1; delay(2);//第一個(gè)脈沖，起始位 ADC_CLK=0; delay(2); ADC_DI=1; ADC_CLK=1; delay(2);//第二個(gè)脈沖，DI=1表示雙通道單極性輸入 ADC_CLK=0; delay(2); ADC_DI=0; ADC_CLK=1; delay(2);//第三個(gè)脈沖，DI=1表示選擇通道1（CH2） ADC_DI=0; ADC_DO=1;//DI轉(zhuǎn)為高阻態(tài)，DO脫離高阻態(tài)為輸出數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備 ADC_CLK=1; delay(2); ADC_CLK=0; delay(2);//經(jīng)實(shí)驗(yàn)，這里加一個(gè)脈沖AD便能正確讀出數(shù)據(jù)， //不加的話(huà)讀出的數(shù)據(jù)少一位（最低位d0讀不出? for(i=0;i<8;i++) { ADC_CLK=1; delay(2); ADC_CLK=0; delay(2); ch=(ch<<1)|ADC_DO;//在每個(gè)脈沖的下降沿DO輸出一位數(shù)據(jù)，最終ch為8位二進(jìn)制數(shù) } ADC_CS=1;//取消片選，一個(gè)轉(zhuǎn)換周期結(jié)束 adval=ch; returnadval; }voidpenquan() //PWM調(diào)壓{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)