基于单片机的音乐喷泉论文(含原理图、PCB图、程序)


    


    基单片机音乐喷泉文
    (含原理图PCB图程序)














    目录
    摘 1
    引 言 3
    第章总体设计方案 4
    § 1」音乐喷泉控制系统整体设计 4
    §12方案较 4
    §13系统框图 4
    第二章硬件电路设计 6
    §21 电源电路 6
    §22 单片机控制电路设计 6
    §23 输入出电路设计 8
    第三章软件程序流程图 10
    §3」系统整体流程图 10
    §32喷池数 11
    第四章 调试程调试方法 13
    §4」硬件调试 13
    §42软件调试 13
    第五章总结展 14
    参考文献 15
    附 录 16
    音乐喷泉控制器设计

    咅乐喷泉控制器咅乐喷泉核心部分咅乐喷泉中喷头姿造型 缤纷水灯光受喷泉控制器控制喷泉水泵彩灯组数 求相设计种简单通组数灵活扩充喷泉控制器木 喷泉控制器采全数字集成电路设计灵活改变水泵彩灯组数
    木课题利单片机作控制核心设计出种控制简单成木较低易 推广型音乐喷泉控制系统系统原理:单片机根咅乐强弱电 机水泵阀门进行控制便控制喷泉水柱高低输入咅乐成止电压 信号输出水泵转速阀门控制量
    关键词:单片机音乐喷泉控制器
    The musical fountain controller
    Abstract
    The musical fountain controller is the musical fountain heart In the musical fountain the nozzle varied modeling and the riotous submarine light all receive the eruptive fountain controller the control Is various as a result of the different eruptive fountain to the water pump and the color lamp bank number request therefore designs the eruptive fountain controller which one kind simple general the group number may expand nimbly to become an eruptive fountain designer's topic This eruptive fountain controller uses the entire digital circuit design may change the water pump and the colored lantern group number nimbly
    This topic research using single chip microcomputer as control core devised a simple control low costAnd easy to popularize the use of small music fountain control system System according to the principle is the music with singlechip computerstrength of the motor control water pump and valve in order to control the discretion of the water fountain Input for music intoDirect voltage signal output is on the pump rotation speed the control quantity or valve
    Key Words: microcontrollerusic fountaincontroller
    引言
    徳国发明家奥图皮士特先生1930年捉出喷泉相关理百货 商丿占餐馆前建造型喷泉年发展音乐喷泉设计变样化 构造变复杂化1952年夏天西柏林工业展览屮美国 奥图皮士特先生音乐喷泉表演带回纽约1953年1月15 H音乐喷 泉美国首次表演表演期间超15()万观音乐喷泉走全世界时 种新技术断运音乐喷泉表演变复杂美丽带 限乐趣提高生活质量
    口前国型音乐喷泉技术已H趋成熟型音乐喷泉研究较少 控制系统喷泉工程关键部分余部分普通类型喷泉基致音乐 喷泉控制系统采编程序控制器PLC作控制核心采工控机作 控制核心型音乐喷泉适合应单片机作控制核心适合 般城市广场普通住宅区型音乐喷泉丁•控制耍求简单单片 机完全满足求冃成低更易丁•普未音乐喷泉发展趋 势
    控制简单适应现代社会市场需求种形式喷泉层出穷 逐步转型营业性较强方发展莫音乐喷泉控制变灵活样 单片机PLCDSP等音乐喷泉屮运然具优缺点课题 针旅游景点设计观赏性型音乐喷泉二选单片机作次音乐喷泉 控制系统设计控制核心耍实现单片放音控制电磁阀开闭 动作水泵动作解决系统中信号步性问题
    第章总体设计方案
    §11音乐喷泉控制系统整体设计
    控制系统总体包括五部分模块:
    1) 音乐信号采集模块
    2) 电源电路模块
    3) AD转换电路模块
    4) 单片机控制模块
    5) 输入输出电路模块
    §12方案较
    方案:基硬件电路采样前馈补偿咅乐喷泉控制系统
    方案优点新型咅乐喷泉控制方法采样结果直接反映咅乐强度 喷泉控制器位机配合工作实现数采集处理该方法0」秒采样 次数利馈补偿方式控制输出时前馈控制时间完全设置前 馈时间确定满足实际咅乐喷泉前馈补偿控制需硬件条件 限制力求较高实施较困难
    方案二:基全数字集成电路咅乐喷泉控制器
    方案设计分咅控程控两咅乐喷泉控制器控制三组颜色彩 灯五台喷泉造型水泵音控程控开关手动切换程控速度 电位器调节咅控时输入咅乐咅量直接控制彩灯咅乐咅量彩灯开 组数少咅量彩灯开组数整电路设计简单通基工程背景 具行性
    方案三:基单片机咅乐喷泉控制系统
    采AT89C51核心单片机控制方案利单片机灵活编程设计丰 富IO端口控制准确性够简单实乐曲控制喷泉动作 AT89C51核心欧入式控制器貝性价高体积易操作等 点木文采该方案
    §13系统框图
    众周知物体振动产生声音|佃振动频率决定音调高低单片 机控制输出频率信号产生音调利单片机计时系统 控制音调时间实现节拍控制音调节拍乐谱排列实现 乐曲演奏功喷头彩灯分相应输出点连接通程序实现种音调 冇应组输出点开关状态组合实现乐曲控制喷泉动作功
    图11系统总体结构图


    图11系统总体櫃图
    咅乐播放开启喷泉时外部设备VCDDVD等设备播放 计算机播放根咅乐信号(计算机播放外部输入)启停喷泉 音乐信号时获取声音强度通模拟量卡实时输出变频器作变速 电机喷头喷水产生咅乐起伏效杲单片机控制系统具启动喷泉灯 光捕获咅乐产生输出控制显示前咅乐喷泉灯光状态停止喷泉灯 光等功时组喷头进行定时间定规机轮换
    系统实现乐曲演奏乐曲选择乐曲序号显示喷泉水柱控制彩灯控制 等功物体振动产生芦咅振动频率决定咅调高低单片机控制 输出频率信号产生音调利单片机计时系统叮控制 咅调时间实现节拍控制咅调节拍乐谱排列实现乐曲演 奏功喷头彩灯分相应输出点连接通程序实现种咅调应 组输岀点开关状态组合实现乐曲控制喷泉动作功
    第二章硬件电路设计
    §21电源电路
    设计电路简单稳压电路图2」电源电路


    出运算放器利称性提高整电路模抑制 方面性两输入端构成整电路反输入端输入端采 称双电源电路简化进口电子设备中常图示种正负 电源运放集成块供电电路特点:1制作选择电源变压器非常方便 变压器次级绕组需带中心抽头2正负电源称3电利率较高4结 构简单实践证明:电源变压器功率容量足够前提适加电容容量 变压器次级绕组线径该电路功率音频功放作正负称双屯源供 电果喷嘴电磁控制器必须较电流较电源变压器 木电路适较系统
    §22单片机控制电路设计
    杳INTER公司单片机微处理器系列MCS48MCS・51RUPI44
    MCS・96等考虑设计特点需程序预先写入程序存储器选择 具擦功程序存储器木次设计选择MCS51系列AT89C51 芯片作硬件核心电路AT89C51单片机引脚指令系统51系列单片机完 全兼容方便特点部4KB FlashROM价格低廉 FlashROM开发程中十分容易程序进行修改缩短系统开发周期
    P10
    VCC
    P11
    POO
    P12
    PO」
    P13
    P02
    P14
    P03
    P15
    P04
    P16
    P05
    P17 p EC FT
    P06
    D(\ 7

    1 Ve
    RXDP30
    EAVPP
    TXDP31
    Al PROG
    INTOP32
    PSEN
    INTIP33
    P27
    T0P34
    P26
    T1P35
    P25
    WRP36
    P24
    RDP3 7
    P2 >
    XTAL2
    P22
    XTALI
    P21
    vss
    P2 0

    ATWC5 1
    V
    VCC
    2#6#
    VCC
    2OJ
    19
    E VCC DI Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5
    D6 Q6
    GND G

    图22 单片机控制电路图
    复位晶振电路外光耦4N35输入隔离电路BCD拨码 开关74H373输出寄存器组输出寄存器8型咅乐 喷泉富足余
    充分利单片机已资源简化硬件电路里采线选法 扩展IO 口扩展输出寄存器74HC373o 74hc373三态输出八D透明锁存 器三态允许控制端OE低电时00〜07正常逻辑状态來驱动 负载总线OE高电时00〜07呈高阻态驱动总线总 线负载锁存器部逻辑操作受影响锁存允许端LE高电时 O数D变LE低电时O锁存建立数电
    图22知P() 口址P0 口输出低8位址信号 意值P2 口齐引脚分接74HC373输入控制端G址信 号高8位8G端仅高电二进制数:
    01H 02H 04H 08H 10H 20H 40H 80H 中
    选通71HC373MOV P2 B起输出作MOVPO A Z类指 令输出数B容01H02H04H08H10H20H40H80H时A 容输岀目标寄存器次0#~7#74HC373
    图22中R3C4开机复位期间74HC373(输入允许)端存高 电避免373部机数输出引起喷池中水泵电磁阀彩灯谋动作 BCD拨码开关单片机输入0〜9中数码改变单片机输出两组数 时间间隔
    §23输入出电路设计
    里输入电路指乐曲启停乐曲节奏声音强弱等进行检测 检测信号电脉者数字形式传送单片机电路说明简单点 里介绍够反应乐曲启停奏曲信号电路冇音乐已 背景音乐音乐已控制真喷池动作否达音乐喷泉基 求
    奏曲信号电路框图图23示左右两路立体声信号混合送限制 幅放电路放样极弱乐曲信号足够强度信号输岀整流 滤波电路交变信号转单信号电压较器基准电压单 信号变换成低电冇效奏曲信号Z端输出通调整基准电压电路 受干扰影响灵敏度奏曲信号电路输出R5送光耦4N35 单片机P15引脚产生低电信号图24示
    电源 0—12V
    乐曲信号
    >
    限幅放



    图23




    2




    A整流滤波
    奏曲信号电路框图
    >电压较

    0F
    图24奏曲信号电路
    乐曲音频信号进行缓放高屮低分段分频直流变换数字量变换 驱动放输出等处理形成够进行检测检信号电脉者数字 形式送单片机电路外述设置模拟信号强弱调节数字信号阀值(门槛 较电压)调节适应种信号方便喷水灯光动作灵敏度调节 时设置相应电阀值显示灯(高中低总信号11位LED显示) 貝良操作界面
    输川电路指接74HC373Qi端电路图25双控硅BCR 输出电路74HC373输出电流远远BCR需触发电流加 入外围驱动电ULN2003A单元输入端接LED指示电路状态 高亮度3红LEDQi高电+5V时LED正常发光实测电流 08mA足2003A输出端饱吸收30mA 触发BCR电流图 25中产生触发电流+9V电源口+5V稳压电源未稳压端减轻稳压块 负担闭合图22中开关K程序会输出寄存器输出数FFH检测 单片机BCRZ间输出回路否止常图中RL彩灯电磁阀 线圈控制水泵电机接触器线圈图25ECR输出电


    图25BCR输出电路 喷头样式图26示

    图26喷头外形图
    第三章软件程序流程图
    程序采模块化结构冇常数数组EQUDATADB伪 指令定义命名程序易修改调试升级
    §31系统整体流程图
    TF於

    图31程序框图
    程序RESET进入0000H开始程序流程图31示出: P14开关K决定否测试输出通道乐曲否演奏决定喷池否动作 P15电拨码开关设定值决定延迟少倍0」秒时间喷池动作 改变时间间隔奏曲停次(数乐曲奏曲中间会停)卜•次奏曲 换组花样数完组头取乐曲次轮 流循坏编制喷池花样数
    §32喷池数
    喷池数喷池水泵电磁阀彩灯等进行开关控制数 组循环种数决定喷泉彩灯特定变化形态组 喷池数称花样数特定构造喷池种花样数编写出
    表31例说明花样数编排方法假设希外圈喷头隔定时 间次增喷2喷头24步时针增8次样方 样速度次减喷2喷头8喷头4步减0断述规 律循环变化期间里圈屮心喷头直喷考虑英控制情况 表31喷池需2输出寄存器位控制喷头定义:
    表31喷头数
    8
    7
    6
    5
    4
    3
    2
    1
    X
    X
    X
    13
    12
    11
    10
    9



    5

    图32喷嘴分布图
    位1时相应喷头喷水0时喷水外圈喷头数应
    0000
    0011B
    0000
    1111B
    0011
    1111B
    1111
    1111B
    1111 1100B
    1111 0000B
    1100 0000B
    0000 0000B
    该花样数定义HYSJ01数定义2
    HYSJ01:
    DB 03H OFH 3FH OFFH OFCH 0F0H 0C0H 00H外圈喷头数
    DB 0 0 0 0 0 0 0 0 里圈中心喷头数
    次花样数输出时次取列输出循环取显然样 花样数编少两数搭配起组成新更复杂• 花样数
    第四章调试程调试方法
    微机控制系统设计完成Z务调试次系统调试 单片机程序进行调试首先采仿真器进行程序运行仿真然采编程器程序 烧录进行硕件测试调试工作般分3块进行:硕件调试软件调试系统联 调
    §41硬件调试
    电路检测程中发现低级错误数线路连接错误 引脚没连接正确电路设计够周全导致手动布线乱电路检查造 成极困难变
    该系统涉部分硕件电路总体特点:(1)电路原理简单 器件均常器件(2)电路连线较应合理布线降低焊接 难度降低岀错率时防止干扰
    然存问题仔细检查修改硕件电路中存低级错误 硕件电路良
    §42软件调试
    软件调试采单片机keil软件结合Proteus软件进行基单片机 视化软硬件仿真效减少系统开发资源
    软件调试程中综合利设定断点单步踪等调试手段 调试工作更易进行样模块调试成功编译连接程序进行整程序 调试运行
    §42系统联调
    确定模块间接口正确性模块间数流控制流否设计实现 功集成整体功正确性检测该音乐喷泉部分电源部分 单片机部分输入输岀部分功否具备整体运行达设计耍求
    第五章总结展
    次毕业设计屮发现淫知识实冇限够充分利网络 优势查阅资料设计屮涉电路图水限效率太低 截相关图
    整设计程屮t懂许东西培养独立思考设计 力树立知识应信心相信会学工作生活着非常 帮助冃捉高动实践操作力充分体会设计程屮喜 悦
    整设计硬件制作存定缺陷特工艺够理想没 达预期目标设计中考虑问题够全工艺焊接够心出现低级 错误总讲整实物完成程中学会课学 知识时锻炼独立完成务力解决问题方法 存问题分析力整设计程屮专业知识领会屮存 足述冇知识没冇完全掌握述冇知识必须淫
    然次设计根没做整设计程屮真学 课堂淫次设计屮收获财富受益颇
    参考文献
    [1] 伍湘涛音乐知识名曲赏析航空工业出版1993
    [2] 社编音乐欣赏手册海音乐出版社1999
    [3] 高宗仁金桥编著音乐鉴赏海交通学岀版社2000
    [4] Engle编程权威指南•屮国电力出版社2003
    ⑸ 廖朵朵张华军卿angle三维图形程序设计崖球图出版社2003
    ⑹ 薛惠锋OPENGL图形程序开发实务四北工业学出版社2005
    [7] 张延灿喷泉工程发展设计问题()水排水1998
    [8] Philips80C51based 8Bit MicrocontrollersElectronic Engineeringjssue
    151720031518
    [9] 李广弟朱月秀王秀山•单片机基础[M]北京:北京航空航天学出版社 2001: 1417 138156
    [10] 王幸钟爱琴王雷王WAT89系列单片机原理接口技术[M]北京 北京航空航天学出版社2004
    [11] 马龙工作室Protel 2004完全学手册[M]北京:民邮电出版社2005
    [12] 杨新李华军刘东骏单片机程序设计应[M]北京:电子工业出版 ft2006: 19M93













    附录A电路原理图
    I
    HH
    s
    佃円丄
    xr12 XIALI vss
    XX FOO ro i

    F03
    R)4 叭 F06
    jksh RXU 氏 0 IXDFM iNnvn
    TkW
    '»■•) i
    L
    吒 Y7
    附录B PCB图
    CON囲畀
    • ■
    —M—

    • •


    • •


    • •
    e

    • •
    • •

    • •

    • •


    • •


    • •





    —M—
    • 9

    ―^


    ■ IS




    ♦ i
    • i



    n
    ♦ ♦
    • i

    • *



    • • • >







    • ♦



    氏CJH£






























































    程序起始址
    程序进入点
    定吋中断TO入口址
    跳TIMER0中断程序

    附录C 系统控制程序
    控制程序:
    ORG 0000H
    AJMP CSH
    ORG 000BH
    LJMP TIM0
    ************ TO8155> P1 口初始化
    ORG 0030H
    CSH: MOV RO #7FH
    CSH1: MOV @R0 #00H
    DJNZ RO CSH1
    MOV SP#60H
    MOV TMOD #01H
    位计数器
    CLR TCONl
    SETB IE」
    SETB PTO
    CLR P21
    SETB P21
    CLR P21
    SETB P20

    MOV DPTR # 100H
    MOV A #0FH
    部RAM (OOH〜7FH)清零
    移开堆栈指针SP
    设 TIMER0 MODE1 作 16
    TO禁止动作
    TO允许中断
    T0屮断优先
    8155复位
    8155 IOM1选择输入输出
    命令状态寄存器址
    设定命令状态寄存器址PA
    PB
    PC输出


    MOVX @DPTR A
    ***************** 扫键程序 *****************
    WAIT NOP
    MOV Pb #0FH
    Pl 口初始化(低四位输入




    高四位输出口)
    JNB
    P10
    JPZZ1
    P10 口0放第曲
    JNB
    P11
    JPZZ2
    P1」口0放第二曲
    JNB
    P12
    XUNHUAN
    P12 口0执行循环


    MOV
    5CH #()()H
    Pl2 口1序执行次结束
    AJMP
    MAIN
    放第首歌曲
    JPZZ1: MOV
    5CH #00H
    取第首歌简谱指针
    MOV
    20H P10
    P10 口值暂存20H单元
    SETB
    P10
    恢复P10初值
    AJMP
    MAIN
    执行循环
    JPZZ2: MOV
    5CH #57H
    取第二首歌简谱指针
    MOV
    20H Pll
    Pll 口值暂存20H单元
    SETB
    Pll
    恢复Pll初值
    AJMP
    MAIN
    执行循环


    XUNHUAN: MOV 5CH #00H

    MOV
    SETB
    AJMP
    21H Pl2
    Pl2
    MAIN
    Pl・2 口值暂存21H单元
    恢复Pl2初值
    执行循坏

    *************** 稈庁^

    MAIN
    MOV
    22H#00H
    花形种数初值
    MAIN0:
    LCALL DCF
    调花形程序
    MSD:
    MOV
    A 5CH
    简谱码指针装入A

    MOV
    DPTR #TABLE
    TABLE (简码表)取简





    MOVC
    A @A+DPTR


    MOV
    R5 A
    取简码存入R5

    JZ
    END1
    否取00 (结束码)?

    ANL
    A #0FH
    取低四位(节拍码)

    MOV
    R6 A
    节拍码存入R6

    MOV
    A R5
    取简码装入R5

    SWAP
    A
    高低四位交换

    ANL
    A #0FH
    取低四位(咅符码)

    JNZ BQYU
    CLR TR0
    AJMP D1

    取咅符码否()
    发咅
    跳D1
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    论文:基于51单片机的智能充电器的设计

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     毕业设计说明书 基于单片机的数字采控器 设计 专业 电气工程及其自动化 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期 20XX年X月X日 基于单片机...

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    基于单片机的自动窗帘控制系统毕业论文

     题目 自动窗帘控制系统 年 月 日 摘 要 自动控制属于电子及信息科学的一个重要分支,并且在现代家居中有着较好的目前发展前景。目前,...

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     职业技术学院 毕业设计(论文) 作 者: 学 号: 系 部: 电气工程系 班 级: ...

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    基于单片机的鱼缸控制器设计毕业设计论文

    基于单片机的鱼缸控制器设计 摘 要 本文是基于单片机的鱼缸控制器的设计,目前市场上有各种各样的观赏类的鱼缸,进入了不同的应用场合,如家庭、宾馆和商场等等,但现有的鱼缸一般需要人为的...

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    学士论文开题报告基于51单片机的数字示波器设计

    XX学院信息工程学院学士学位论文开题报告课题名称 基于51单片机的数字示波器设计 学生姓名 导师姓名 所在系部 信息工程学院 ...

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    文档贡献者

    雅***韵

    贡献于2019-06-20

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