【導(dǎo)讀】學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。課題名稱基于Atmel89S51單片機(jī)的音樂噴泉控。院系計(jì)算機(jī)科學(xué)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(shí)時(shí)地根據(jù)音樂來控制 LED 及其它東西，當(dāng)然，聲感元件的靈敏度決定了整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)快慢。若用到的水閘數(shù)量大于 8 則需要用 8255 等來擴(kuò)展。 音樂噴泉控制系統(tǒng) 的電路圖 硬件電路由 A/D轉(zhuǎn)換器電路和單片機(jī)控制電路、揚(yáng)聲器電路和電機(jī)電路組成。 選用 ATMEL89S51單片機(jī)為核心的控制電路。 AT89S51 單片機(jī)引腳和指令系統(tǒng)與 51系列單片機(jī)完全兼容，因而使用方便，并且功能齊全，能夠?qū)崿F(xiàn)多次 修改。其最大特點(diǎn)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(jī)的電路圖如圖 。除 A/D轉(zhuǎn)換器 外，還包括 LED燈、蜂鳴器電 22 路。電機(jī)則可與 LED燈相連，當(dāng)燈亮的時(shí)候，同時(shí)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，這樣使得燈能夠與電機(jī)的節(jié)奏一致，有更強(qiáng)的視覺效果。 圖 音樂噴泉控制系統(tǒng) 基本電路 6 軟件設(shè)計(jì) 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(wù)子程序 初始化： /CS 置高； I/O CLK 置低 /CS 置０后至少延時(shí) I/O CLK 置高 讀 DATA OUT 記數(shù)器加１ 計(jì)數(shù)器值 ８ /CS 置高。獲取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，適當(dāng)延遲超過１７ us 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送到單片機(jī) P0 口 單片機(jī)運(yùn)用轉(zhuǎn)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(guān) I/O CLK 置低 24 圖 主程序流程圖 噴池?cái)?shù)據(jù) 噴池?cái)?shù)據(jù)是用以對噴池內(nèi)的電磁閥和彩燈等進(jìn)行開關(guān)控制 的數(shù)據(jù)。 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)聲音敏感元件對聲音這個(gè)模擬信號自動進(jìn)行轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一個(gè) 8位的數(shù)字信號，然后將這個(gè)信號送到 P0口，這其中有 256種不同的變化 。對一個(gè)特定構(gòu)造的噴池 , 可設(shè)計(jì)多組花樣數(shù)據(jù)。 延遲時(shí)間的程序?qū)崿F(xiàn) 用單片機(jī)輸出控制噴池 , 電磁閥開閉到水柱噴出有一段延遲時(shí)間 , 且延遲時(shí)間會隨具體工程而改變 。 樂曲演奏延遲的時(shí)間則小得多 , 可忽不計(jì)。在程序設(shè)計(jì)上要考慮到這個(gè)因素 , 噴水動作先啟動 , 經(jīng)過一段時(shí)間延遲之后才進(jìn)行樂曲演奏。延遲時(shí)間通過選擇延遲功能來實(shí)現(xiàn)。樂曲演奏延遲于噴水動作 , 樂曲演奏的音調(diào)數(shù)據(jù) 和節(jié)拍數(shù)據(jù)與相應(yīng)延遲時(shí)間段之前噴水動作的音調(diào)數(shù)據(jù)和節(jié)拍數(shù)據(jù)相對應(yīng)。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(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的存取。 串行 A/D轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計(jì) 由于 TLC549 為串行 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片，它與單片機(jī)的接口電路只有三根，這對于簡化硬件設(shè)計(jì)，縮小 PCB 尺寸很有好處，但是串行比特流最終需要轉(zhuǎn)換成 8 位的數(shù)據(jù)，因此相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)需要多做些工作。 當(dāng) /CS 為高點(diǎn)平時(shí)， DATA OUT 為高阻狀態(tài)。 轉(zhuǎn)換開始之前。 /CS 必須 為低電平，以確保完成轉(zhuǎn)換。 AT89C51 需在其 引腳產(chǎn)生總計(jì) 8 個(gè)時(shí)鐘脈沖，以提供作為 TLC549 的 I/O CLK 引腳的輸入。當(dāng) /CS為低電平時(shí)，最先出現(xiàn)在 DATA OUT 引腳上的信號為轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。最初 25 的 4 個(gè)脈沖的下降沿分別移出上一次轉(zhuǎn)換值的 3 位，其中第 4 個(gè)時(shí)鐘下降沿啟動采樣功能，采樣 TLC549 模擬輸入信號的當(dāng)前轉(zhuǎn)換值。后續(xù)三個(gè)時(shí)鐘脈沖送給 I/O CLK 引腳，分別在下降沿把上一次轉(zhuǎn)換值的第 1 和 0 位轉(zhuǎn)換位移出。在第 8 個(gè)時(shí)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(gè)第 4 個(gè)時(shí)鐘的下降沿。 轉(zhuǎn)換的周期由 TLC549 的內(nèi)部震蕩器定時(shí)，不受外部時(shí)鐘的約束。一個(gè)轉(zhuǎn)換完成需要 17Us。在轉(zhuǎn)換過程中，單片機(jī)給 /CS 引腳一個(gè)高電平， DATA OUT 回到高阻狀態(tài)，下一次轉(zhuǎn)換序列之前，至少延遲 17Us，否則 TLC549 的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器 TL549進(jìn)行一路模擬量的測量 //驅(qū)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(zhuǎn)換的數(shù)據(jù) ,啟動下一次 A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換數(shù)據(jù)變量 TLC549ADC()。 //啟 動一次 A/D轉(zhuǎn)換 27 for(i=0xff。i0。i) //延時(shí) {_nop_()。} AD_DATA=TLC549ADC()。 //讀取 當(dāng)前電壓值 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) P0=AD_DATA。 while(1)。 } 7音樂噴泉控制系統(tǒng)的檢測 當(dāng)音樂開始播放的時(shí)候，可以看到燈光和噴泉隨著音樂不同的音調(diào)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(dāng)音樂關(guān)閉后，可以看到燈光自動關(guān)閉以及噴泉停止活動，這樣代表系統(tǒng)完善。 總結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過三個(gè)月的努力終于完成，對于三個(gè)月來的感悟確實(shí)很多，大致有以下幾點(diǎn)： .(1).快速入題。拿到 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目要盡快把自己的藍(lán)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(shè)計(jì) ，都過了很長時(shí)間 才知道自己要做什么。 (2).頻繁與導(dǎo)師討論。有問題多問導(dǎo)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(xué)習(xí)。一定要邊做邊學(xué)軟件，千萬不能在做畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(xué)。包括畢設(shè)前期讀文獻(xiàn)資料，也不能悶頭讀，要與畢設(shè)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(shè)計(jì)，常常感覺到這句話：“山重水復(fù)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(xiàn) 查的不夠，或是少了那點(diǎn)靈感。 參考文獻(xiàn) ： [1] 陳紅仙 ， 陳小平 .Keil Monitor51仿真板的制作與使用 [J]電子技術(shù)應(yīng)用 [M], 2020(07) . 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[11] 黃勝軍 .微型計(jì)算機(jī)控制應(yīng)用實(shí)例集 [M] .北京 ： 清華大學(xué)出版社 ,1987. 致 謝 首先，感謝我的導(dǎo)師涂老師。三個(gè)月來，我時(shí)刻體會著涂老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，我想這是夠我一生受用的人格魅力。從專業(yè)課學(xué)習(xí)，課題選擇、開題，到系統(tǒng)開發(fā)、論文寫作，整個(gè)過程，涂老師都傾注了大量的心血。正是在涂老師科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)下，我的研究課題才能順利進(jìn)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(xué)習(xí)上對我嚴(yán)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(dǎo)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(xué)院的大力支持。因?yàn)橛袑W(xué)校的無償提供的設(shè)備和 29 機(jī)房，使得本論文能夠更完整更嚴(yán)謹(jǐn)。 三個(gè)月里的日子，實(shí)驗(yàn)室里共同的生活點(diǎn)滴，學(xué)術(shù)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?yàn)樗矶谡谘谘陂W進(jìn)實(shí)驗(yàn)室 ........，感謝眾位學(xué)長姐、同學(xué)、學(xué)弟妹的共同砥礪，你 /妳們的陪伴讓三個(gè)月的畢 業(yè)設(shè)計(jì)生活變得絢麗多彩。 感謝不厭其煩的指出我設(shè)計(jì)中的缺失，且總能在我迷惘時(shí)為我解惑的柴亮、李賽、汪健、肖偉同學(xué)的幫忙，恭喜我們順利走過這三個(gè)月。實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)當(dāng)然也不能忘記，你們的幫忙我銘感在心。 最后，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給我摯愛的雙親。