【正文】 編號 淮安信息職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文 題 目 學生姓名 許文忠 學 號 42911114 系 部 電氣工程 專 業(yè) 機電一體化 班 級 429111 指導教師 龔希賓 顧問教師 揭志遠 二 〇一三 年十月基于 AT89S51 的音樂噴泉控制系統(tǒng) 摘要 I 摘 要 人們的生活離不開藝術(shù)，藝術(shù)體現(xiàn)了一個國家一個民族的特點，表達了人們思想情感。而噴泉在景觀設(shè)計中仍然是不可或缺的，正是這些景觀噴泉的設(shè)計，成為讓空間環(huán)境生動起來的關(guān)鍵因素。由此可見，景觀環(huán)境只是滿足實用功能還遠遠不夠 ，景觀噴泉的出現(xiàn)，提高了整個空間環(huán)境的藝術(shù)品質(zhì)，改善了城市環(huán)境的景觀形象，給人們帶來美的享受。 根據(jù)目前音樂噴泉的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了一個以 AT89S51 單片機為核心的小型音樂噴泉控制系統(tǒng)。給出了一個簡潔的單片機控制電路，分析了輸出地址，描述了不同類型的輸出電路和輸入電路；介紹了從特定構(gòu)造的噴池中獲得決定噴池動作的噴池數(shù)據(jù)的原理；給出了主程序框圖和看門狗子程序。 采用程序控制來控制花型。音頻信號還影響燈光色彩和燈光光線明暗的變化。從而使燈光色彩、燈光的閃爍和噴泉水姿隨音樂節(jié)奏而變化。 關(guān)鍵詞 ： 音樂噴泉；單片機； 單片機控制；噴池數(shù)據(jù) Abstract Ⅱ ABSTRACT The life of people cannot do without art。 the art reflects the characteristics of a country and nation, expression of emotion. The fountain in the landscape design is still an indispensable, it is the design of these landscape fountain, bee the key factor for space environment lively. Thus, the landscape environment is just to meet the practical function is far from enough, appear landscape fountain, improves the space environment art quality, improve the city environment landscape image, give people the enjoyment of beauty. According to the current situation of the development of music fountain at present, introduces a small music fountain based on AT89S51 microcontroller as the core control system. Gives a concise analysis of the SCM control circuit, the output address, description of the output circuit and the input circuit of different types。 introduced to obtain the decision principle spray pool data spray pool action from a specific structure of the spray tank。 the flow diagram of main program and the Gou sequence. Program control is used to control the flower. The changes also affect the color of light and audio signal lights light intensity. Thus, the color of the light, flashing lights and water fountains and pose with the change of music rhythm. ． Key Words: music fountain； SCM； SCM control； watchdog program目錄 IV 目 錄 摘 要 ............................................................... I ABSTRACT ........................................................ Ⅱ 第 1 章 緒 論 ........................................................ 1 課題背景 ..................................................... 1 音樂噴泉的發(fā)展和現(xiàn)狀 ........................................ 1 第 2 章 音樂噴泉控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 ..................................... 2 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計方案 .................................... 2 音樂信號的采集 ............................................... 2 音頻放大電路的設(shè)計 ..................................... 2 采樣定理 ............................................... 4 單片機電路 .................................................. 5 單片機的概述 ........................................... 5 時鐘電路的設(shè)計 ......................................... 6 AD 轉(zhuǎn)換電路 .................................................. 7 ADC0809 與單片機 AT89S51 的連接 ........................ 7 輸入電路 ............................................... 8 潛水泵調(diào)速硬件方案設(shè)計 ....................................... 9 燈光硬件方案設(shè)計 ............................................ 10 解決系統(tǒng)時間滯后硬件電路設(shè)計 ................................ 11 第 3 章 噴泉控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 ....................................... 12 噴池數(shù)據(jù) .................................................... 12 主程序框圖 .................................................. 13 控制潛水泵軟件設(shè)計模塊 ..................................... 14 潛水泵開關(guān)調(diào)速的原理 .................................. 15 潛水泵開關(guān)調(diào)速的軟件設(shè)計 .............................. 15 控制電磁閥軟件設(shè)計模塊 ...................................... 16 歌曲存儲模塊 ............................................... 17 音頻脈沖的產(chǎn)生 ........................................ 17 音樂程序 .............................................. 19 燈光控制模塊 ................................................ 22 看門狗子程序 ................................................ 23 目錄 V 實驗仿真 .................................................... 24 結(jié) 論 .............................................................. 25 致 謝 .............................................................. 26 參考文獻 ........................................................... 27 附 錄 .............................................................. 28 附錄 1.......................................................... 28 附錄 2.......................................................... 29第 1 章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 課題背景 隨著城市化進程的加速，花式噴泉可以在人們周圍隨處可見。比如廣場，大廈，小區(qū)等。花式噴泉是人造小氣候，在炎熱的夏日可以起到增濕和降溫的作用；也為水體充氧，有利于水體增加自凈能力，起到防止水體黑臭的作用花式噴泉運行的靈活性是評價花式噴泉優(yōu)劣的關(guān)鍵，而這與花式噴泉的控制系統(tǒng)息息相關(guān)?；ㄊ絿娙梢愿鶕?jù)自己的設(shè)計，設(shè)計出各種各樣的花樣，加上燈光，能給人有種不錯的視覺享受。 課題設(shè)計的目的和意義 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術(shù)，計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展， 交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進入個嶄新的時代，其應用越來越廣。而隨著我國城市化進程的加快和人口大量集聚，環(huán)境越來越重要，好的環(huán)境能使心身愉快，做事效率提高。其中噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負氧離子，有益于改善社區(qū)面貌和增進居民身心健康目前，國內(nèi)的音樂噴泉逐漸向智能化、分散化、綜合化、多樣化的方向發(fā)展，于是對噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計也提出了更高的要求。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計論文 2 第 2 章 音樂噴泉控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計方案 該音樂噴泉控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 如圖 ，由音樂輸入系統(tǒng)、數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、單片機控制系統(tǒng)和輸出控制系統(tǒng)等組成。 圖 21 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 音樂信號的采集 前面已經(jīng)介紹過，本文的研究針對的是采用外部音源的噴泉系統(tǒng)，因此在對 音樂信號進行特征識別前首先要完成對模擬音樂信號的采集。音樂信號的采集主 要包括音頻放大和 A/D 轉(zhuǎn)換兩個過程，下面分別進行分析。 音頻放大電路的設(shè)計 外部音源信號的幅度一般較弱，因此必須要對原信號進行放大處理后才能送入 A/D 轉(zhuǎn)換器。本文選擇了 LM386 芯片設(shè)計音頻放大電路。 LM386 是美國國家半導體公司（ NS）推出的系列功率放大集成電路的一種， LM386 具有功耗低、工作電壓范圍寬、所需外圍元件少等特點，在電子設(shè)備的音頻放大電路設(shè)計中應用非常廣泛，它使用了 10 只晶體管構(gòu)成了輸入級、電壓增益和電流驅(qū)動級。其中 AT89S51 單片機 第 2 章 音樂噴泉控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 3 3 T1 T6 組成 PNP 型復合差分放大器， T T6 為鏡像恒流源，作為 T T4 的有源負載，使輸入級有穩(wěn)定的增益。電壓增益級由接成共發(fā)射極狀態(tài)的 T7 承擔，其負載也使用了恒流源，整個集成功放的開環(huán)增 益主要由該級決定。 T T9 復合為一個 PNP 管，和 T10 共同組成互補對稱射極輸出電路，以供給負載以足夠的電流。 D D2 提供了 T T T10 所需的偏置，使末級偏置在甲乙類狀態(tài)。R5 R7 構(gòu)成內(nèi)部反饋環(huán)路。從圖 22 可以看出， LM386 采用雙列 8 腳封裝結(jié)構(gòu)，它的工作電壓范圍為 4 12V，靜態(tài)電流 4mA，最大輸出功率