【導讀】學生畢業(yè)設計（論文）。課題名稱基于Atmel89S51單片機的音樂噴泉控。院系計算機科學系。和特殊的功能，愈來愈成為休閑娛樂產(chǎn)業(yè)中

　　

【正文】 換的速度是很快的，所以可以實時地根據(jù)音樂來控制 LED 及其它東西，當然，聲感元件的靈敏度決定了整個系統(tǒng)的響應快慢。若用到的水閘數(shù)量大于 8 則需要用 8255 等來擴展。 音樂噴泉控制系統(tǒng) 的電路圖 硬件電路由 A/D轉換器電路和單片機控制電路、揚聲器電路和電機電路組成。 選用 ATMEL89S51單片機為核心的控制電路。 AT89S51 單片機引腳和指令系統(tǒng)與 51系列單片機完全兼容，因而使用方便，并且功能齊全，能夠實現(xiàn)多次 修改。其最大特點在于能夠提夠足夠的 Flash ROM，這對于音樂噴泉來說已經(jīng)足夠了。單片機的電路圖如圖 。除 A/D轉換器 外，還包括 LED燈、蜂鳴器電 22 路。電機則可與 LED燈相連，當燈亮的時候，同時驅動電機的轉動，這樣使得燈能夠與電機的節(jié)奏一致，有更強的視覺效果。 圖 音樂噴泉控制系統(tǒng) 基本電路 6 軟件設計 主程序框圖 23 While（１） 初試化； /CS 置高； 打開外部中斷０ 開始 外部中斷０； 服務子程序 初始化： /CS 置高； I/O CLK 置低 /CS 置０后至少延時 I/O CLK 置高 讀 DATA OUT 記數(shù)器加１ 計數(shù)器值 ８ /CS 置高。獲取轉換后的數(shù)據(jù)，適當延遲超過１７ us 轉換后的數(shù)據(jù)送到單片機 P0 口 單片機運用轉換后數(shù)據(jù)通過控制程序來控制 LED 燈的不同閃爍和水閘的開關 I/O CLK 置低 24 圖 主程序流程圖 噴池數(shù)據(jù) 噴池數(shù)據(jù)是用以對噴池內的電磁閥和彩燈等進行開關控制 的數(shù)據(jù)。 A/D轉換時聲音敏感元件對聲音這個模擬信號自動進行轉換，產(chǎn)生一個 8位的數(shù)字信號，然后將這個信號送到 P0口，這其中有 256種不同的變化 。對一個特定構造的噴池 , 可設計多組花樣數(shù)據(jù)。 延遲時間的程序實現(xiàn) 用單片機輸出控制噴池 , 電磁閥開閉到水柱噴出有一段延遲時間 , 且延遲時間會隨具體工程而改變 。 樂曲演奏延遲的時間則小得多 , 可忽不計。在程序設計上要考慮到這個因素 , 噴水動作先啟動 , 經(jīng)過一段時間延遲之后才進行樂曲演奏。延遲時間通過選擇延遲功能來實現(xiàn)。樂曲演奏延遲于噴水動作 , 樂曲演奏的音調數(shù)據(jù) 和節(jié)拍數(shù)據(jù)與相應延遲時間段之前噴水動作的音調數(shù)據(jù)和節(jié)拍數(shù)據(jù)相對應。因此在噴水動作子程序中 , 要把這些數(shù)據(jù)保存 , 在樂曲演奏子程序中 , 把這些數(shù)據(jù)取出。采用堆棧結構實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的存取。 串行 A/D轉換軟件設計 由于 TLC549 為串行 A/D 轉換器芯片，它與單片機的接口電路只有三根，這對于簡化硬件設計，縮小 PCB 尺寸很有好處，但是串行比特流最終需要轉換成 8 位的數(shù)據(jù)，因此相應的軟件設計需要多做些工作。 當 /CS 為高點平時， DATA OUT 為高阻狀態(tài)。 轉換開始之前。 /CS 必須 為低電平，以確保完成轉換。 AT89C51 需在其 引腳產(chǎn)生總計 8 個時鐘脈沖，以提供作為 TLC549 的 I/O CLK 引腳的輸入。當 /CS為低電平時，最先出現(xiàn)在 DATA OUT 引腳上的信號為轉換值的最高位。 AT89S51通過其 引腳，從 TLC549 的 DATA OUT 引腳連續(xù)移位讀取轉換數(shù)據(jù)。最初 25 的 4 個脈沖的下降沿分別移出上一次轉換值的 3 位，其中第 4 個時鐘下降沿啟動采樣功能，采樣 TLC549 模擬輸入信號的當前轉換值。后續(xù)三個時鐘脈沖送給 I/O CLK 引腳，分別在下降沿把上一次轉換值的第 1 和 0 位轉換位移出。在第 8 個時鐘脈沖的下降沿， TLC549 芯片的采樣 /保持功能開始保持操作，保持操作持續(xù)到下一個第 4 個時鐘的下降沿。 轉換的周期由 TLC549 的內部震蕩器定時，不受外部時鐘的約束。一個轉換完成需要 17Us。在轉換過程中，單片機給 /CS 引腳一個高電平， DATA OUT 回到高阻狀態(tài)，下一次轉換序列之前，至少延遲 17Us，否則 TLC549 的轉換過程被破壞。 程序代碼 具體的程序代碼極其說明 //功能：串行 AD轉換器 TL549進行一路模擬量的測量 //驅動 TLC549， TLC549是串行 8位 ADC //使用的接口 /CS = , DAT = , CLK = include include include define uchar unsigned char //定 義 TLC549串行總線操作端口 sbit CLK=P1^0。 sbit DAT=P1^1。 sbit CS=P1^2。 uchar bdata ADCdata。 sbit ADbit=ADCdata^0。 26 /*************************************************** **函數(shù)名稱 : TLC549ADC() **函數(shù)功能 : 讀 取上一次 A/D轉換的數(shù)據(jù) ,啟動下一次 A/D轉換 ****************************************************/ uchar TLC549ADC(void) { uchar i。 CLK=0。 DAT=1。 CS=0。 //初使化 TLC549 for(i=0。i8。i++) { CLK=1。 _nop_()。 _nop_()。 ADCdata=1。 ADbit=DAT。 CLK=0。 _nop_()。 } return (ADCdata)。 } void main() { uchar i。 uchar AD_DATA。 //定 義 A/D轉換數(shù)據(jù)變量 TLC549ADC()。 //啟 動一次 A/D轉換 27 for(i=0xff。i0。i) //延時 {_nop_()。} AD_DATA=TLC549ADC()。 //讀取 當前電壓值 A/D轉換數(shù)據(jù) P0=AD_DATA。 while(1)。 } 7音樂噴泉控制系統(tǒng)的檢測 當音樂開始播放的時候，可以看到燈光和噴泉隨著音樂不同的音調和音節(jié)而產(chǎn)生不同的燈光閃爍和噴水的形狀和高度 ；當音樂關閉后，可以看到燈光自動關閉以及噴泉停止活動，這樣代表系統(tǒng)完善。 總結 這次畢業(yè)設計經(jīng)過三個月的努力終于完成，對于三個月來的感悟確實很多，大致有以下幾點： .(1).快速入題。拿到 畢業(yè)設計 題目要盡快把自己的藍圖勾畫出來，不能走一步算一步，必須把整體把握好。而我的這次 畢業(yè)設計 ，都過了很長時間 才知道自己要做什么。 (2).頻繁與導師討論。有問題多問導師，不能自己悶頭做，方向偏了仍不知道，多把自己的想法和思路告訴老師。 (3).軟件的學習。一定要邊做邊學軟件，千萬不能在做畢業(yè)設計 期間，拿著本軟件教程從第一頁開始看，這樣效率最低了，最好是根據(jù)已有論文資料中提到的軟件用途，有針對性的學。包括畢設前期讀文獻資料，也不能悶頭讀，要與畢設緊密聯(lián)系起來，最好是邊做邊讀，有針對性的讀。 28 (4).越挫越勇。做 畢業(yè)設計，常常感覺到這句話：“山重水復疑無路，柳暗花明又一村?！蓖ǔ＠щy 一定是有解決的辦法，只是由于文獻 查的不夠，或是少了那點靈感。 參考文獻 ： [1] 陳紅仙 ， 陳小平 .Keil Monitor51仿真板的制作與使用 [J]電子技術應用 [M], 2020(07) . [2] 黃玉蓉 .單片機開發(fā)系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [J]公安大學學報 (自然科學版 ) ,2020(06). [3] 曹薇 ， 邵忠良 .單片機原理及應用課程考試改革的探索 [J]廣東水利電力職業(yè)技術學院學報 ,2020(02). [4] 張錚 ， 蘇旭武 ， 張道德 .多功能單片機實驗板的開發(fā)與應用 [J]湖北工業(yè)大學學報 , 2020,(01). [5] 劉煥平 .MCS51系列單片機實驗板 [J]石家莊職業(yè)技術學院學報 , 2020(04). [6] 馬剛 ， 李向倉 .用 Proteus與 Keil整合構建單片機虛擬仿真平臺 [J]現(xiàn)代電子技術 ,2020(08). [7] 王建校 . 51 系列單片機及 C51 程序設計 [M] .北京 ： 科學出版社 , 2020. . [8] 朱洪 . 如何提高單片機應用產(chǎn)品的抗干擾能力 [M] .電子世界 ,2020(08). [9] 周航慈 . 單片機應用程序設計技術 [M] .北京 ： 航空航天大學出版社 , 1991. [10] 孫涵芳 . MSC5 96 系列單片機原理及應用 [M] .北京 ： 航空航天大學出版社 , 1992. [11] 黃勝軍 .微型計算機控制應用實例集 [M] .北京 ： 清華大學出版社 ,1987. 致 謝 首先，感謝我的導師涂老師。三個月來，我時刻體會著涂老師嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，我想這是夠我一生受用的人格魅力。從專業(yè)課學習，課題選擇、開題，到系統(tǒng)開發(fā)、論文寫作，整個過程，涂老師都傾注了大量的心血。正是在涂老師科學、嚴謹?shù)闹笇?，我的研究課題才能順利進行， 這篇畢業(yè)論文也才得以順利完成。涂老師是我有生以來遇到的 最欽佩的老師之一。涂老師不僅在學習上對我嚴格要求，在日常工作和生活中也給予我非常多的幫助和 意見，給予我很多的寬容、理解。再次向我的導師涂老師表示深深的敬意和感謝！ 本論文的完成另外亦得感謝湖南城市學院的大力支持。因為有學校的無償提供的設備和 29 機房，使得本論文能夠更完整更嚴謹。 三個月里的日子，實驗室里共同的生活點滴，學術上的討論、言不及義的閑扯、讓人又愛又怕的宵夜、趕作業(yè)的革命情感、因為睡太晚而遮遮掩掩閃進實驗室 ........，感謝眾位學長姐、同學、學弟妹的共同砥礪，你 /妳們的陪伴讓三個月的畢 業(yè)設計生活變得絢麗多彩。 感謝不厭其煩的指出我設計中的缺失，且總能在我迷惘時為我解惑的柴亮、李賽、汪健、肖偉同學的幫忙，恭喜我們順利走過這三個月。實驗室的同學當然也不能忘記，你們的幫忙我銘感在心。 最后，謹以此文獻給我摯愛的雙親。