论文总字数：10246字

摘 要

伴随着人们生活质量的不断提高和制造绿色环境的愿望，有这种特别的吸引力和出色的性能的音乐喷泉渐渐地在休闲娱乐产业中变得尤为重要,各大城市都修建了很多喷泉。本文主要设计了以AT89C51单片机为核心的喷泉控制系统。本文系统设计有喷泉控制系统硬件设计与软件设计、调试系统等。完成了以音频信号来控制灯光颜色、灯光光线暗度和喷泉形状的改变。系统稳定可靠、成本低廉、实用价值高。可广泛应用于公园、广场、游乐场等休闲娱乐场所。

关键词：音频信号，AT89C51，控制灯光，喷泉形状

Abstract: Along with the continuous improvement of quality of life people and wish to manufacture green environment, have the special attraction and good performance of music fountain gradually becomes particularly important in the entertainment industry, major cities have built a lot of fountain. In this paper, a fountain control system with AT89C51 microcontroller as the core is designed. The hardware design and software design and debugging system of fountain control system are designed in this paper. The audio signal is used to control the color of the light, the dimness of the light and the shape of the fountain. The system is stable, reliable, low cost and high practical value. It can be widely used in parks, squares, amusement parks and other recreational places.

Key Words: music fountain；SCM；Control of lighting；Fountain shape

目 录

1 绪论 7

1.1 课题背景 7

1.2 音乐喷泉的发展和现状 7

2 音乐喷泉控制系统硬件设计 7

2.1 控制系统硬件总体设计方案 7

2.2 音乐信号的采集 8

2.3 单片机电路 9

2.4 AD转换电路 10

2.5 潜水泵调速硬件方案设计 11

2.6 灯光硬件方案设计 12

3 喷泉控制系统软件设计 13

3.1 主程序框图 13

3.2 控制潜水泵软件设计模块 13

3.3 控制电磁阀软件设计模块 14

3.4 歌曲存储模块 14

3.5 灯光控制模块 15

4 系统调试 16

4.1 系统程序调试 16

4.2 硬件测试 16

4.3 实物测试 17

结 论 18

参 考 文 献 19

致 谢 20

附录A（系统电气原理图） 22

附录B（系统主要程序） 22

绪论

课题背景

随着现在科技飞速的发展，各个城市都很重视坏境的好坏，而喷泉在各大城市也都有普遍的存在。音乐喷泉融入了很多高科技，它可以将灯光和音乐旋律一起构成集成的集体，然后展示它独特的一面。

德国人最先提出喷泉的观点，随着时代的变化，音乐喷泉的设想和结构都已经更先进了。而我们国家也向其他国家学习，“取其精华，去其糟粕”，建筑了很多音乐喷泉的实例，

之后我国也不甘示弱，自己思考学习创新，此音乐喷泉有很多的效果。总之，中国已超越国际平均水平，却仍在不断创新技术。

音乐喷泉的发展和现状

亚洲第一大喷泉是在洛阳的会展中心，它长度可以达到369米，世界最高最长的变频阵列使得其拥有多项世界之最的记录。它可谓形态各异，使观光旅游的人都不禁啧啧称赞。

深圳的音乐喷泉是国内最美的十大音乐喷泉之一，沿海上世界水景广场新建的人工湖岸以S形布置，它随着音乐的起伏时而腾空爆发。利用精准高端的技术，海上世界水秀如舞蹈般优雅唯美。为了让游客随时都可观看水秀表演，招商地产用一系列喷泉所带给人们不一样视觉上的感觉以夺得人们的眼球。

音乐喷泉控制系统硬件设计

控制系统硬件总体设计方案

它如图2.1可以看出，大体分为电源、音频、单片机系统、水泵驱动和灯电路。

图2.1 系统总体结构框图

音乐信号的采集

此设计主要研究针对的是利用外部音频的喷泉系统，所以在对音频信号进行系统识别前一开始要完成对模拟音乐信号的采集。音乐信号的采集主要是：对电路进行音频放大； 对电路进行A/D 转换。

2.2.1 音频放大电路的设计

此设计主要针对外电路的音频信号，它相对的一般来说幅度都很小，因此要将它的信号进行放大，之后处理才能进入A/D转换器。而 LM386芯片正好适合音频放大电路的设计。它可谓性能巨多：功率消耗低，工作电压范围宽，不需要太多的外部设备等一系列优点。它在各种音频放大电路中有很多的体现，用途相当之大。它的输入级、增益级以及驱动级有10个晶体管。PNP差分放大器由T1～T6组成，而恒流源由T5和T6组成的，负载有T3和T4，它能使电路有一个正常的增益效果。T7担任着电压增益级的活动，PNP管由T8和T9组成，与T10一起组成输出电路向负载输出电流。里面反馈环路由R5、R6和R7构成。如下图2.2.1中；

图2.2.1 LM386芯片

根据LM386在DataSheet上给予的两种放大电路的设计方法，第一种是任何元件不在1脚和8脚的之间，之后此电路的增益可以达到26dB，由里面元件R5～R7抉择，这种方式性价比尤为突出，而第二种是不一样的元器件在1脚和8脚中间，可以改善此电路的增益效果。

音乐信号放大采集电路如下图2.2.2所示，有一音乐信号从电路的输入端进入，它分为左右两个声道分别向电路传递信号，然后进入放大电路将信号放大，得到的音频信号依然也是放大的。然后在LM386芯片上的8脚和1脚之间有个电容C3，它可以让芯片内的电阻R6在交流时不起任何作用，从而将电路增益达到峰值46dB。然后再设计它的外部电路，元件C6、C7的作用是:在直流电路中，它们相当于断路;而在交流时，它们相当于短路；所以它们作为隔直电容，电路中可以改变音乐的高低的元器件是电位器P1，电路里可以隔掉噪音和调节音乐质量的元器件是R2和电容C5。而电路中的C3既能积蓄电能，又能去掉外部的噪音。而C11可以将外部的噪音传到地从而消失掉。音乐信号经过放大电路，然后在A/D转换器中进行采样。

图 2.2.2 音乐信号放大采集

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：10246字