音乐喷泉毕设论文

摘要摘要随着社会生活的发展，人们日常生活的水平逐渐提高，人们的审美需求也渐渐高涨起来，城市生活中的音乐喷泉已经渐渐趋于平常化、大众化以满足人们日益增长的审美需求，这就要求我们应该对音乐喷泉这一艺术形式进行较为深入的分析和研究。本文针对音乐喷泉这一系统，首先，介绍了音乐喷泉的发展现况，工作原理和形成过程，紧接着介绍了我所设计的音乐喷泉在proteus仿真开发环境下的电路图；其次，为使读者能理解其在本设计中的工作原理，介绍单片机的各项知识，包括单片机的内部结构和引脚等；接着，介绍了设计中使用的继电器和电磁阀的各方面知识，包括各自的分类、工作原理和参数以及各自的选用时的注意事项和故障排除等。最后，还介绍了在keil开发环境下单片机的C语言原程序。关键词：音乐喷泉proteus单片机继电器电磁阀keilABSTRACTABSTRACTAlongwiththedevelopmentofsocialactivities,dailylifeofthepeo-plelevelgraduallyimprove,people'saestheticdemandalsograduallyrise,citylifeinthemusicfountainhasgraduallybecomepopular,popularinordertomeetthegrowingneedsofpeople'saestheticneeds,thisre-quiresthatweshouldtothemusicfountainthisartformtocarryonamorethoroughanalysisandresearch.Themusicfountainthissystem,firstly,introducesthecurrentsituationofthedevelopmentofmusicfountain,workingrincipleandprocessofforming,followedbyintroductionofIdesignthemusicfountainsimulationdevelopmentenvironmentinthecircuitdiagram;secondly,toenablereaderstounderstandthedesignprincipleofwork,theintroductionofSCMknowledge,includingtheinternalstructureofsingleandpin;then,thedesignintroducedtheuseoftherelayandtheelectromagneticvalveinallaspectsofknowledge,includingtheirclassification,workingprincipleandparametersaswellastheirchoiceofcautionsandtroubleshooting.Finally,italsointroducedthedevelopmentenvironmentinkeilsinglechipClanguageprogram.Keyawords:musicfountainProteussinglechipmicro-computerrelayelectromagneticvalveKeil目录i目录第一章绪论........................................................11.1音乐喷泉概述..................................................1第二章总体设计....................................................32.1产生音乐.......................................................32.2产生水柱.......................................................32.3驱动环节.......................................................32.4电路图及其分析说明.............................................4第三章单片机部分结构功能简介......................................73.1单片机的概念...................................................73.2单片机芯片内部结构.............................................83.3主要常用引脚..................................................113.4STC89C52单片机简介............................................13第四章继电器介绍.................................................154.1继电器概述....................................................154.2继电器工作原理................................................154.3继电器元件符号................................................154.4器件作用......................................................154.5继电器的分类..................................................164.6继电器的选用条件..............................................164.7继电器的选用注意事项..........................................174.8继电器的动作时间问题..........................................184.9继电器与接触器的区别..........................................20第五章电磁阀简介.................................................235.1电磁阀概述....................................................235.2电磁阀工作原理................................................235.3电磁阀的分类..................................................245.4电磁阀选用时的注意事项........................................255.5故障与排除....................................................27目录ii5.6进口电磁阀的用途...............................................285.7电磁阀与电动阀的区别...........................................29第六章本设计的C语言程序..........................................33第七章总结.......................................................39致谢..............................................................41参考文献..........................................................43第一章绪论1第一章绪论1.1音乐喷泉概述音乐喷泉是通过喷泉造型，结合五颜六色的彩光照明，来反映音乐的内涵及音乐的主题，一座好的音乐喷泉，水形的变化应该能够充分地表现乐曲。音乐喷泉一般是程序控制喷泉的基础上的音乐表演喷泉加入音乐控制系统，计算机通过鉴定的音频和MIDI信号，经过解码和编码，得出最后的信号输出到控制系统，使喷泉的造型，照明的变化随音乐保持同步，从而达到水型喷泉，光，色的变化与音乐情绪的完美结合，通过喷泉进行表演，表现出生动、丰富的内容。用户可以编辑界面编写自己喜爱的音乐节目。播放系统可以达成音乐，水，灯光气氛统一，播放同步。由于音乐喷泉的发展起源得比较早,这方面的技术已经发展得相当成熟,现在在许多城市中都可以看到音乐喷泉,其灯光和音乐以及喷泉之间的相互配合也十分巧妙而具有美感，甚至还已经做出有音乐喷泉的小游戏，将音乐喷泉的实体变成了虚拟的电脑程序。音乐喷泉设计2第二章总体设计3第二章总体设计2.1产生音乐音乐是由各种音调和其对应的不同节拍的发声而产生的，而音调则是一系列的特定频率的振动，所以可以通过用扬声器发出特定频率的振动，即通以特定频率的脉冲方波来使之发声，从而发出不同的音调，而音调对应的节拍，则可以用这些脉冲的长短来控制。而这些特定方波，可以用单片机来实现。在前期的软件仿真时，我用的一直是5V的蜂鸣器，电脑上的仿真效果不错，但真正硬件制作的过程中我发现用蜂鸣器的声音来播放音乐杂音比较多，音质不如扬声器，故我在硬件制作时用的是一个5V的扬声器，而不是蜂鸣器。2.2产生水柱音乐喷泉的水柱的高低必须能由音乐的某种信号来控制（在此我选择的是音符音调的高低和音符发声的长短，两者的加权平均），所以可以用一个开关来控制水柱的高低，开关开的时间长则水柱高，否则反之。要达到这样的效果，电磁阀（在下一章中有详细介绍）无疑是一个很好的选择。2.3驱动环节在此次毕业设计中，执行单元无疑应该是能够充当喷水阀门的电磁阀，但由于电磁阀的驱动电压比较大，较低的电压都为24V，而这不可能由一个单片机5V的输出信号来直接带动，所以我需要达到一个由弱电来控制强电的效果，而这，能够与单片机的5V电压相匹配的继电器无疑是一个绝佳的选择。总的说来，我的思路是，通过单片机的内部程序产生出一系列特定频率的脉冲方波，从而驱动扬声器产生音乐，单片机的内部信号同时带动继电器开关动作，继电器再控制电磁阀的开关来调节水柱的高低。音乐喷泉设计42.4电路图及其分析说明下面是我设计的电路图：图2.1硬件电路图（由于电磁阀在proteus仿真软件内我没有找到，故我在右下角用了一个圆形灯泡来代表）电路图分析说明:上图的连接包含着单片机的一个产用系统——最小系统：12MHz的晶振与两个接地电容产生工作周期的脉冲，分别接在对应的XTAL1和XTAL2管脚上（管脚部分的内容在下一章将详细说明）。同时9号复位管脚通过一个电阻接地亦保持低电平。31号管脚接5VVCC以保持高电平，5VVCC电源通过两第二章总体设计5个电容接地以滤掉电源中的高频分量，从而保证了电源电压的稳定电压输出。因为仿真软件的单片机管脚没给出VCC和GND管脚,所以没这两个管脚的连接没有画出,实际连接时需要注意连接上.音乐喷泉设计6第三章单片机部分结构功能简介7第三章单片机部分结构功能简介3.1单片机的概念单片机的全称是单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer),它是微型计算机层次内与通用型微机不同，单片机的生存之道在于面向过程控制。由于它集成度高、体积小，因此称被称为微控制器（Microcontroller）.单片机在结构上的最大特点是将中央处理