51单片机音乐喷泉频谱彩灯多功能音乐盒播放器

目录

摘 要...................................................................................................... 2

第一章 绪论........................................................................................ 4

1.1  研究课题背景...................................................................... 4

1.2  国内外发展概况.................................................................. 5

1.3  课题研究的目的.................................................................. 6

1.4  课题的研究内容及章节安排.............................................. 7

第二章 智能音乐喷泉控制系统的设计方案.................................... 8

2.1  设计任务及要求.................................................................. 8

2.2  音乐喷泉总体设计方案...................................................... 8

第三章 系统硬件部分设计.............................................................. 10

3.1  总体设计............................................................................ 10

3.2  主控制器设计.................................................................... 11

3.2.1  芯片介绍................................................................ 11

3.2.2  时钟电路设计........................................................ 13

3.2.3  复位电路设计........................................................ 14

3.3  LED显示........................................................................... 14

3.4  数模转换电路.................................................................... 15

3.5  微型潜水泵的选型............................................................ 15

第四章 音乐喷泉控制系统硬件设计.............................................. 16

4.1  音乐信号采集模块............................................................ 16

4.2  AD 转换电路的设计........................................................ 18

4.2.1  ADC0832 芯片的概述............................................ 18

4.2.2  ADC0832与STC89C52 的连接.............................. 19

4.3  输入电路设计.................................................................... 20

4.4  潜水泵调速硬件方案设计................................................ 21

4.5  发光二极管电路设计........................................................ 22

第五章 系统软件部分设计.............................................................. 22

5.1  主程序流程图.................................................................... 22

5.2  ADC0832子程序设计....................................................... 23

5.3  显示程序设计.................................................................... 24

第六章 系统仿真调试部分.............................................................. 25

6.1  软件研发的背景............................................................... 25

6.2  软件程序设计................................................................... 26

6.3  基于Proteus电路图绘制............................................... 27

6.4  实物仿真调试................................................................... 28

第七章  总结展望............................................................................ 28

参考文献............................................................................................ 30

致    谢............................................................................................ 30

摘 要

随着人们生活水平的提高和建立绿色城市的向往，音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能，越来越成为休闲娱乐产业中的一项重要产品，音乐喷泉的兴建也越来越多。根据目前音乐喷泉的发展现状，本文将介绍一个以单片机为控制核心的小型音乐喷泉控制系统。

随着我国微型电子技术和嵌入式系统的发展，目前行业内相对比较传统的音乐喷泉无法满足客户的需求。为了改进传统音乐喷泉在控制上得短板问题，在本次毕业设计中，将使用相对先进、快捷、智能的控制机制。该系统的控制大脑为核心控制器51系列嵌入式开发系统，通过功放芯片LM386进行放大，然后再由ADC0832芯片对音频信号进行模数转换，ADC0832芯片再把转换后数字信号传送给单片机，单片机根据接受到数字信号的强弱来对应地控制彩灯和喷泉的变化，从而实现了彩灯、喷泉水姿与音乐节奏的同步变化。音乐信号经过硬件和软件的调试，最终实现了音乐喷泉的功能。

该音乐喷泉设计具有智能控制、数据转化等功能，而且性价比高、度准确、能耗较低、制作简易、控制方便快捷等特点，给人民生活带来了很大的影响，在市场上很受欢迎。

关键词：音乐喷泉；单片机；发光二极管；数模转换

Abstract

With the improvement of Jiangsu people's living standard and the yearning to build a green city, the music fountain has become an important product in the leisure and entertainment industry with its unique charm and special function, and the construction of music fountain is also increasing.According to the current development status of music fountain, this paper will introduce a small music fountain control system based on single chip microcomputer control core.

With the development of micro electronic technology and embedded system in China, the relatively traditional music fountain in the industry can not meet the needs of customers.In order to improve the traditional music fountain in the control of the shortcomings of the problem, in this graduation project, will use a relatively advanced, fast, intelligent control mechanism.The control brain of the system is the core controller 51 series embedded development system. The amplifier chip LM386 is used to amplify the audio signal, and then the ADC0832 chip is used to convert the audio signal to analog and digital. The ADC0832 chip then transmits the converted digital signal to the MCU.According to the strength of the digital signal received, the MCU can control the change of the lights and the fountain accordingly, so as to realize the synchronous change of the lights and the water posture of the fountain and the rhythm of music.After hardware and software debugging, the music signal finally realizes the function of music fountain.

The music fountain design has intelligent control, data conversion and other functions, and the characteristics of high cost performance, accuracy, low energy consumption, simple production, convenient and fast control, has brought a great impact on people's lives, and is very popular in the market.

Key words：Music fountain,Single chip microcomputer,Light-emitting diode,Da conversion

第一章 绪论

1.1 研究课题背景及目的

微电子行业拥有悠久的历史，现如今蓬勃发展，微电子技术是基于智能开发的快捷技术，目前主要在电子设计和电路原理上使用，同时朝着微型的最小系统方向不断革新。起初，由于各国对电子设备的需求极高，对微电子控制设备给予了很多优秀的设想和建议，而且研究出了很多至关重要的新技术。后来由于晶体管的发明，科学家在印刷电路轻量化、智能化方面取得了很大的进步，最终成功设计出以该组件为基础的复杂组件。如今，由于加工工艺水平的不断改进，可以将嵌入式开发系统、传感器、二极管等控件与电阻、电容、电感等器件，按照电路原理图互联，最终集成到一块板子上，具有一定的控制系统功能。因为世界科学技术和人类文明的不断发展和创新，电子技术不管是在功能上还是在销量上都得到了前所未有的的发展和提高，逐渐变成当今社会人们必不可缺的日常工具，从而改善了人们的生活方式。

在本次毕设研究当中，主要是针对智能音乐喷泉控制系统这一方向进行学习的。本次智能音乐喷泉控制系统主要控制器是使用Flash存储器的STC89C52单片机，AD数据采集，进而传输给单片机，单片机对数据进行分析和处理，让音乐喷泉能够智能控制、数模转换、显示数据等功能，能够做到控制音乐喷泉的智能化和准确化。电路中主要的控制部分主要由控制电路、数据转换电路、信号采集电路、显示电路等组成，从而达到设计要求，在方便操作人员的基础上，还提高了操作人员的快捷性。

1.2  国内外发展概况

20世纪初，纽约和芝加哥开始使用音乐喷泉。那时，音乐喷泉已经从煤气发展到电力，跟现如今的音乐喷泉相差不远。只有显示器，美国还改进了信号灯，对其进行控制。二十世纪三十年代，一个新的青铜色音乐喷泉在纽约第五大道竖立起来。

早在20世纪50年代我国的音乐喷泉技术还很落后，主要以认为操作为主，由于逐渐意识到落后和精度的缺失，渐渐开始向机电混合式的方向发展。直到60年代左右，市场上开始涌现出一批半智能音乐喷泉，慢慢的市场上的音乐喷泉主要以电子类为主。但由于国内外各类水泵和控制器的功能和性能方面有了重大的革新，这也为我国智能音乐喷泉的革新奠定了坚实的基础。而国外的水平相对比较先进，一些欧洲国家在20世纪六七十年代音乐喷泉技术已经有了先进的水平，到了70年代中期市场上大多数的机械式音乐喷泉被机电一体化的音乐喷泉所取代。现如今，智能音乐喷泉的发展方向掌握在我们新一代青年中，要朝着智能控制、程序控制、人性化的方向迅猛向前。
　　我国的音乐喷泉技术在20世纪70年代中期也取得了前所未有的进步，因为微电子技术的革新。不同的智能音乐喷泉，如春季雨后的青笋，逐渐应用于国家的所有广场公园。有效地改善了人们的生活方式，也因此智能音乐喷泉的使用和发展至关重要。

我国在智能音乐喷泉控制系统方向的研发力度不够，而且很晚，然而随着近几年来我国智能音乐喷泉行业的蓬勃发展，音乐喷泉数量也在快速增加，同样的对音乐喷泉智能化的需求量也急剧增加。即使国外在智能音乐喷泉控制方面研究比较突出，但我国的实际需求情况比较复杂，并不能完全的应用此项技术，智能音乐喷泉种类较多，没有一致规范，而且消费习惯也不一样，达到智能音乐喷泉控制还有一定的距离，与此同时智能音乐喷泉控制系统在中国乃至世界都有很大的发展前途。

在中国，上海的英国租赁区是最早出现音乐喷泉的。数据表示，二十世纪二十年代初，上海公共租界通过机械式音乐喷泉来指挥汽车通行及停车等待。当年4月，在南京路车辆拥堵的两个关键交叉路口建立了音乐喷泉来指挥车辆通行。同时，在上海租界的印度锡克教交警通过人为操作来控制音乐喷泉的颜色，但带了极大的不便。

1.3  课题的研究内容及章节安排

此次课题研究是针对当前音乐喷泉行业电子技术的发展和状况进行一个初步的了解而确立的，它的总体设计思路符合目前的社会需求，将微控制器技术和智能音乐喷泉控制系统紧密的结合在一起，做成了一系列成本低、性价比高、实用性高的智能音乐喷泉控制系统。本文一共分为五个章节：

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完整论文+原理图+程序+仿真点击如下链接下载：

https://download.csdn.net/download/weixin_45905610/80631910