基于51单片机的音乐喷泉设计

基于51单片机的音乐喷泉设计(论文12000字)
摘要
随着人们的生活品质要求的提高，以及对绿色环保生活的向往，音乐喷泉因为它对环境的美化，有利于人们的心神的放松，成为了人们休闲生活产业中的一项重要设施,城市中建设的音乐喷泉也越来越多。
根据目前音乐喷泉的发展情况，开发了一个用AT89C51单片机做微处理器的简易的音乐喷泉设计。用了一个简单的系统控制原理，分析了输出地址，介绍了了各个输入输出电路；解释了从一个固定的喷泉系统中取得影响喷泉花型的喷泉数据的原理；给出了程序的主要流程。用程序控制来控制花型。音频信号控制着灯光的明灭、水泵的转速。伴随音乐的变化，灯光进行对应的闪烁，水柱会产生不同的高低
关键词：音乐喷泉；单片机；单片机控制；

Design of Music Fountain Based on 51 Single Chip Microcomputer
ABSTRACT
With the improvement of people's quality of life requirements, as well as the desire for green life, music fountain because of its landscaping, is conducive to the relaxation of people's minds, has become an important living facilities in the city, The construction of the music fountain is also more and more.
According to the current development of the music fountain, the development of a micro controller with AT89C51 microprocessor to do the simple music fountain design. A simple system control principle is used to analyze the output address, and the input and output circuits are introduced. The principle of fountain data from fountain in a fixed fountain system is explained. The main process of the program is given. Control the pattern with program control. The audio signal controls the turn of the light, the speed of the pump. With the changes in music, the corresponding flashing lights, water column will produce different levels
Key Words:music fountain；SCM；SCM control；

本文一共分为六章：
第一章是绪论：介绍了音乐喷泉的背景和发展与现状。
第二章是系统方案分析与选择论证：主要是对系统给的各个模块的选择做出分析比较，确定本系统的各模块所用的元器件。
第三章是硬件电路设计：介绍了音乐喷泉的组成，然后是各个模块的电路图，并整理分析电路。
第四章是软件设计过程：介绍了软件编写工具Keil uVision5，并对各硬件模块部分的流程，整个系统的流程图进行相应的分析。
第五章是硬件的调试与分析：检查各个模块的硬件电路。对系统的硬件部分进行调试，以确保每一个硬件部分的功能都可以实现。
第六章是总结与展望：对目前的技术进行总结，并对未来可能有什么变化进行展望。
第二章 系统方案分析与选择论证
2.1系统方案设计
2.1.1 微处理器方案
方案一：采用PLC可编程逻辑控制器。
PLC是一种应用可编程存储器，进行其内部存储程序顺序控制、执行运算、计数、定时与算数等操面向用户指令的操作，并使用数字或者模拟输出进行各个种类机械或者生产。使用和编程上方便简单，有较强的功能和高性价比。操作起来很方便，能够很快的熟练，也有很高的可靠性和抗干扰能力，但是价格相对较高。
方案二：采用AT89C51单片机。
AT89C51是一种常用的单片机，它的特点是电压低、性能高、价格低廉。入门级别的单片机，有4000B闪存存储器和128B的内部随机存取存储器的储存空间。这些特点让它广泛适用于功能相对简单的项目。
综合以上，方案二的AT89c51单片机操作相对简单，能耗低，可以反复擦写，价格低廉，性价比更高，所以选择AT89c51作为微处理器。
2.1.2 电机调速模块方案
方案一：使用变频器
用变频器进行调速是比较方便，只需把口电流的范围控制在4到20毫安之间，可以达到较高的精度，缺点是性价比比较低。
方案二：使用步进电机调速电路
用步进电机调速会使电路变得更麻烦，在细节的控制上也偏差，但是价格相对便宜。
因为系统的成本问题，在控制精度上的要求并没有那么高，所以步进电机调速电路完全能够满足系统的要求，所以决定使用方案二。
 

目 录
摘要    I
ABSTRACT    II
第一章 绪论    1
1.1 音乐喷泉的背景    1
1.2 音乐喷泉的发展与现状    1
1.3 音乐喷泉的发展趋势    2
1.4 音乐喷泉的系统设计    2
1.5 本文的内容安排    2
第二章 系统方案分析与选择论证    4
2.1系统方案设计    4
2.1.1 微处理器方案    4
2.1.2 电机调速模块方案    4
2.1.3 音频输入模块方案    5
2.1.4灯光模块方案    5
2.1.5 系统延迟模块方案    5
2.1.6 电源模块方案    6
2.2系统最终方案    6
第三章 音乐喷泉的硬件设计    7
3.1 AT89C51单片机    7
3.1.1 AT89C51单片机的概述    7
3.1.2 时钟电路的设计    8
3.1.3 复位电路    8
3.2 步进电机调速原理    9
3.3 音乐信号的采集    10
3.3.1 LM386芯片介绍      10
3.3.2 音频放大电路的设计    11
3.3.3 采样定理    11
3.4 ADC0832芯片    12
3.4.1 AD转换电路    12
3.4.2 ADC0832与单片机AT89C51的连接    12
3.5 LED水下低压彩灯    13
3.5.1 LED水下低压彩灯的连接    13
3.5.2 灯光模式的设定    14
3.6电源模块    14
第四章 音乐喷泉系统软件设计    16
4.1 喷池数据    16
4.2 总程序描述和流程图    17
4.3 控制电机软件设计      19
4.4 歌曲存储软件设计    20
4.5 灯光控制设计    22
4.6 复位电路    22
第五章 硬件调试分析与结果    23
5.1 硬件电路基本调试     23
5.2 分模块调试    23
5.2.1 电机模块调试    23
5.2.2 灯光模块调试    24
5.2.3 音乐播放模块调试    25
5.2.3 按键复位的调试    26
5.2.4 开关的调试    26
第六章 总结与展望    28
6.1 总结    28
6.2 展望    28
参考文献    30
致谢    32
附录一 原理图    33
附录二 硬件实物图    34