音乐喷泉论文

浙江商业职业技术学院2011届毕业论文目录摘要...........................................................................................................................1引言...........................................................................................................................3第一章总体设计方案...............................................................................................4§1.1音乐喷泉控制系统整体设计.....................................................................4§1.2方案比较.......................................................................................................4§1.3系统框图.......................................................................................................4第二章硬件电路的设计.............................................................................................6§2.1电源电路.....................................................................................................6§2.2单片机控制电路设计.................................................................................6§2.3输入、出电路的设计.................................................................................8第三章软件程序流程图...........................................................................................10§3.1系统整体流程图.......................................................................................10§3.2喷池数据...................................................................................................11第四章调试过程和调试方法...................................................................................13§4.1硬件调试...................................................................................................13§4.2软件调试...................................................................................................13第五章总结与展望...................................................................................................14参考文献.....................................................................................................................15附录.....................................................................................................................16浙江商业职业技术学院2011届毕业论文第1页，共19页音乐喷泉控制器的设计摘要音乐喷泉控制器是音乐喷泉的核心部分。在音乐喷泉中，喷头的多姿造型和缤纷的水下灯光都受喷泉控制器的控制。由于不同的喷泉对水泵和彩灯组数的要求各不相同，因此可以设计一种简单、通用、组数可灵活扩充的喷泉控制器。本喷泉控制器采用全数字集成电路设计，可以灵活改变水泵和彩灯的组数。本课题利用单片机作为控制核心，设计出了一种控制简单，成本较低且易于推广使用小型音乐喷泉的控制系统。系统原理：是用单片机根据音乐的强弱对电机，水泵或阀门进行控制，以便控制喷泉水柱的高低。输入为音乐成正比的电压信号，输出为对水泵转速或阀门的控制量。关键词：单片机，音乐喷泉，控制器浙江商业职业技术学院2011届毕业论文第2页，共19页ThemusicalfountaincontrollerAbstractThemusicalfountaincontrolleristhemusicalfountainheart.Inthemusicalfountain,thenozzlevariedmodelingandtheriotoussubmarinelightallreceivetheeruptivefountaincontrollerthecontrol.Isvariousasaresultofthedifferenteruptivefountaintothewaterpumpandthecolorlampbanknumberrequest,thereforedesignstheeruptivefountaincontrollerwhichonekindsimple,general,thegroupnumbermayexpandnimblytobecomeaneruptivefountaindesigner'stopic.Thiseruptivefountaincontrollerusestheentiredigitalcircuitdesign,maychangethewaterpumpandthecoloredlanterngroupnumbernimbly.Thistopicresearchusingsinglechipmicrocomputerascontrolcore,devisedasimplecontrol,lowcostAndeasytopopularizetheuseofsmallmusicfountaincontrolsystem.Systemaccordingtotheprinciple:isthemusicwithsingle-chipcomputerStrengthofthemotorcontrol,waterpumpandvalve,inordertocontrolthediscretionofthewaterfountain.InputformusicintoDirectvoltagesignaloutputisonthepumprotationspeed,thecontrolquantityorvalve.KeyWords：microcontroller,usicfountain,controller浙江商业职业技术学院2011届毕业论文第3页，共19页引言德国发明家奥图皮士特先生在1930年提出喷泉的相关理论，随后他在百货商店和餐馆前建造小型的喷泉。经过多年来的发展，音乐喷泉的设计变的多样化，构造变得复杂化。在1952年的夏天，在西柏林的工业展览中，一个美国人看到了奥图皮士特先生音乐喷泉的表演，并把它带回纽约。1953年1月15日音乐喷泉在美国首次表演，表演期间超过150万人观看。在音乐喷泉走向全世界的同时，各种新技术也不断地运用在音乐喷泉上，使其表演变得复杂和美丽，给人们带来无限的乐趣，提高了人们的生活质量。目前，我国的大型音乐喷泉技术已日趋成熟，但对小型音乐喷泉的研究较少。控制系统是喷泉工程的关键部分，其余部分和普通类型的喷泉基本上一致。音乐喷泉的控制系统可采用可编程序控制器PLC作为控制核心，也可采用工控机作控制核心。但是对于小型音乐喷泉最适合的应是单片机作为控制核心。适合于一般城市小广场和普通住宅小区的小型音乐喷泉，由于其控制要求简单，使用单片机完全可以满足要求，而且因其成本低则更易于普及，是未来音乐喷泉的发展趋势。为了使控制简单可靠，适应现代社会的市场需求，各种形式的喷泉层出不穷，并逐步转向小型和营业性较强的方向发展。其音乐喷泉的控制也变得灵活多样，如单片机、PLC、DSP等都在音乐喷泉中有所运用，当然也具有优缺点。本课题针对旅游景点内设计了观赏性的小型“音乐喷泉”。选用单片机作为此次音乐喷泉控制系统设计的控制核心，主要是为了实现单片放音，并控制多个电磁阀的开闭动作和水泵的动作，解决系统中信号的同步性问题。浙江商业职业技术学院2011届毕业论文第4页，共19页第一章总体设计方案§1.1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)音乐信号的采集模块；2)电源电路模块；3)A/D转换电路模块；4)单片机控制模块；5)输入、输出电路模块。§1.2方案比较方案一：基于硬件电路采样的前馈补偿音乐喷泉控制系统此方案优点是新型音乐喷泉控制方法的采样结果可以直接反映音乐强度，并由喷泉控制器与上位机配合工作来实现数据的采集与处理，该方法每0.1秒采样一次数据。当利用前馈补偿方式控制输出时，前馈控制时间完全可由设置的“前馈”时间确定，故可满足实际音乐喷泉前馈补偿控制的需要。可由于硬件条件的限制以及能力的要求较高，实施较困难。方案二：基于全数字集成电路音乐喷泉控制器此方案设计分为音控、程控两用的音乐喷泉控制器。控制三组不同颜色的彩灯，五台不同喷泉造型的水泵。音控、程控可用开关手动切换。程控的速度可用电位器调节。音控时，输入音乐的音量直接控制彩灯，音乐音量小则彩灯打开的组数少，音量大则彩灯打开的组数多。整个电路设计简单，通用，基于工程背景，具有可行性。方案三：基于单片机的音乐喷泉控制系统采用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，能够简单而又实用的将乐曲控制喷泉的动作。而且以AT89C51为核心的嵌入式控制器，具有性价比高，体积小，易于操作等有点。因此本文采用该方案。§1.3系统框图众所周知，物体振动产生声音，而振动的频率决定音调高低，因此使用单片机控制输出不同频率的信号，就可以产生不同的音调；利用单片机的计时系统可以控制各个音调的时间，即实现节拍的控制。音调和节拍按照乐谱排列就实现了乐曲演奏的功能。喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调都有对应的一组输出点开关状态组合，从而实现乐曲控制喷泉动作的功能。浙江商业职业技术学院2011届毕业论文第5页，共19页图1.1为系统总体结构图。图1.1系统总体框图音乐的播放可在开启喷泉时，由外部设备如VCD、DVD等设备播放，也可由计算机播放。根据有无音乐信号（计算机上播放或外