【正文】 圖 12 keil編譯 XV 圖 13 利用 keil進(jìn)行編譯 打開 Proteus，設(shè)計(jì)硬件電路圖 圖 14 仿真硬件的連接 XVI hex 文件，見圖 15 將鼠標(biāo)置于電路圖中 AT89C51 器件上，右擊后再左擊，彈出圖 15 中的對話框，在紅線框 中導(dǎo)入 文件。掌握這一軟件的使用對于使用 51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就 是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 keil 簡介 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。此時噴泉開始運(yùn)行，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行源代碼的調(diào)試。 第三步：添加仿真文件。 第二步：添加所需元件并連接電路圖。 Proteus 的顯著特點(diǎn)如下： （ 1）全部滿足單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中有明顯優(yōu)勢； （ 2）具有模擬電路仿真、 數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及外圍電路組成的系統(tǒng)仿真的功能； （ 3）目前支持的單片機(jī)類型有： 68000 系列、 52 系列、 AAVR 系列等； （ 4）支持大量的存儲器和外圍設(shè)備。目前，用于單片機(jī)仿真的工具很多，有些主要用于軟件仿真，側(cè)重于算法的驗(yàn)證；有些用于硬件仿真的工具對 CPU 的仿真能力有限，至于對 CPU 外圍的硬件仿真更是無能為力。 Proteus 簡介 仿真是利用計(jì)算機(jī)對實(shí)際額屋里模型或數(shù)學(xué)模型進(jìn)行試驗(yàn)（虛擬儀器的虛擬實(shí)驗(yàn)），通過這樣的模型試 驗(yàn)來隨一個實(shí)際系統(tǒng)的性能和工作狀態(tài)進(jìn)行分析和研究。采用中斷可以可以解決基本可以忽略反應(yīng)遲滯和反應(yīng)效果不同步的問題。是中斷時間太短，頻繁進(jìn)入中斷，使得主程序執(zhí)行緩慢。中斷自行計(jì)時，時間一到，中斷溢出，進(jìn)入中斷程序。 程序結(jié)構(gòu) 程序重新設(shè)置后，進(jìn)入開始的主程序，其流程圖如圖 11 所示 圖 11 模塊流程圖 關(guān)于 系統(tǒng) 反應(yīng) 時間滯后 或過快問題 由于單片機(jī)采集數(shù)據(jù)并處理需要一定的時間，因?yàn)橛布B接相對簡單且編寫程序不復(fù)雜，噴泉與彩燈的表達(dá)也不要 求同時。而后將其溢出的時間快慢轉(zhuǎn)化為一位輸出口的高低電平寬度。定時器 0 的中斷服務(wù)程序，主要是產(chǎn)生需要的頻率。其中，定時器 T1 用作節(jié)拍定時，設(shè)為 50ms。采取指針尋址的方式較為方便。將一首歌曲的全部編碼按順序排出。對應(yīng)的彩燈點(diǎn)亮如下圖： 圖 9 某種模式下的彩燈亮滅 圖 10 某種模式下的彩燈亮滅 XII 音樂控制模塊 首先考慮到單片機(jī)的存儲空間有限。 模式一：每個噴泉點(diǎn)放置八種顏色的彩燈，選擇其中一盞點(diǎn)亮，相鄰噴點(diǎn)點(diǎn)亮的顏色不一。 在實(shí)驗(yàn)仿真中，一個噴泉點(diǎn)設(shè)置了八盞不同色彩的燈，實(shí)際應(yīng)用中 可以更多放置，以增加彩燈的變換。定時器運(yùn)行選定好的彩燈模式。彩燈停止運(yùn)行，此時，指示燈點(diǎn)亮，用戶進(jìn)入到彩燈模式可選擇的情況下，用戶選擇好自己喜歡的模式。 燈光控制模塊 和數(shù)據(jù) 燈光模塊采用定時中斷 0，將對應(yīng)的每一個模塊的程序編好寫入定時器 0 中。要控制潛水泵的流量變化，就必須使?jié)撍玫霓D(zhuǎn)速發(fā)生變化。顯然這樣的花樣數(shù)據(jù)可以編不少，還可將兩個以上的數(shù)據(jù)搭配起來，組成新的更復(fù)雜一些的花樣數(shù)據(jù)。 在不考慮其它控制的情況下，圖 8 噴池只需 2 個輸出寄存器 A， B，其各位控制噴頭定義如下： 8 7 6 5 4 3 2 1 X X X 13 12 11 10 9 X 圖 8 噴頭布局例 以上各位若為 1 時相應(yīng)的噴頭噴水，為 0 時不噴水。 模式二：每一秒增加噴泉一個，按數(shù)字由 1 至 13 后，再每次遞減一個由 12 遞減至 1，如此循環(huán)下去。 以下模式都保持至少一個有噴泉噴出。對一個特定構(gòu)造的噴池，這種花樣數(shù)據(jù)可編寫出很多。一組可循環(huán)使用的這種數(shù)據(jù)，就決定了噴泉和彩燈的一個特定的變化形態(tài)。用戶可以根據(jù)自己的喜好，編程設(shè)計(jì)每種模式下 特定的噴泉變化。確定好噴泉模式時，觸點(diǎn) 0 鍵再次被按下，此時定時器 1 打開。當(dāng)主程序中檢測有總觸點(diǎn) 0 鍵按下時，后有 2 鍵被按下。高電平時，電池閥打開，噴泉顯現(xiàn)。 綜合以上，可知噴泉需要先設(shè)想好噴泉模型。其硬件連接如下圖： 圖 6 單片機(jī)輸出口 圖 7 放大播放電路 IX 3 小型噴泉控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，所有用到的常數(shù)或數(shù)組都用 C 語句編寫，多采用編好的子程序模塊，以使程序易于修改、調(diào)試 [6]。 音樂模塊硬件設(shè)計(jì) 音樂模塊 式單片機(jī)輸出口經(jīng)由三極管放大電路，連接在喇叭上。 水下彩燈均采用著名荷蘭菲利蒲公司產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，色彩鮮艷，并進(jìn)一步改進(jìn)了其密封、防護(hù)和接線方式，廣泛適合于 各種 噴泉 。 方案二：使用 LED 水下低壓彩燈。具體硬件設(shè)計(jì)如下圖： 圖 4 輸出放大電路連接 圖 5 繼電器控制電路 VIII 燈光硬件方案設(shè)計(jì) 硬件需要接線圖設(shè)計(jì)、器件選型、梯形圖設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試， 使我們在畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過程中 ，進(jìn)一步明確設(shè)計(jì)任務(wù)中的各項(xiàng)要求， 建立機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的整體概念， 從工程環(huán)境、實(shí)現(xiàn)手段和操作 方式的各個環(huán)節(jié)入手來設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，通過不斷的調(diào)試和完善硬件設(shè)計(jì)，最終能夠滿足這些要求。選擇了噴池花型值就使相應(yīng)的電磁閥通電，高電平口使電磁閥有電。使一位輸出對應(yīng)一個控制閥，輸出端口對應(yīng)已經(jīng)編好的噴泉模式程序運(yùn)行。 控制電磁閥 硬 件設(shè)計(jì)模塊 控制閥主要是控制噴池花型，由于采用 P0 到 P2 口控制電磁閥，除去相同的花型噴頭，如果一個噴點(diǎn)增加不同噴頭，則噴池花型可相應(yīng)增多。 采用這種方法主要是方便用戶直接調(diào)節(jié)噴泉水柱，節(jié)約能源，而且簡單可行，實(shí)用于具體家居環(huán)境。 選擇簡單，可行的方法。 方案二：采用步進(jìn)電機(jī)調(diào)速電路，這樣會增加電路復(fù)雜性，控制精度偏低，優(yōu)點(diǎn)是價格偏低。 VI 圖 2 AT89C52芯片 圖 3 自激振蕩電路 VII 時鐘電路的設(shè)計(jì) AT89C52 芯片內(nèi)部有一個高 增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。 P0 口具有很強(qiáng)的帶負(fù)載的能力，除了用作地址總線低八位以外，還兼作訪問外接擴(kuò)展程序內(nèi)存時數(shù)據(jù)總線以及與 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809L 連接的資料線。單片機(jī)有四個數(shù)據(jù)輸出端口， P0 口、P1 口、 P2 口、 P3 口?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。AT89C51 提供一下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個I/O 口線，兩個 16 位定時 /計(jì)數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個雙全工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時鐘電路。 V 2 小型噴泉控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 小型噴泉系統(tǒng)的 模塊構(gòu)成 該噴泉控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，由單片機(jī)控制系統(tǒng)和輸出控制系統(tǒng)等組成 [3]。此模塊采用簡單的程序設(shè)計(jì)編寫，實(shí)現(xiàn)過程相對簡單。滿足用戶需要，設(shè)計(jì)一種簡單的可以自行切換的噴泉花式。從而使得模式多樣化，便利的選擇。每種模式對應(yīng)一系列彩燈變換。 彩 燈模塊選擇已經(jīng)存儲好的數(shù)據(jù)模式。噴泉設(shè)計(jì)免去音樂模塊。因此，建設(shè)合適的小型噴泉有著廣闊的應(yīng)用前景。既能夠達(dá)到美化的的要求，又可節(jié)約成本和資源。 因?yàn)樾⌒蛧娙b置裝置小，精度高，價格也低，不僅適合一般室內(nèi)美化，且在普通居民中也可普及，市場廣泛。 上面的幾處音樂噴泉有從建筑形勢、音樂曲調(diào)及水舞表演的方面顯現(xiàn)了音樂噴泉的美麗姿態(tài)，但是都屬于大型的音樂噴泉，其控制系統(tǒng)也多采用 PLC 邏輯編程控制，造價高，流量需求大，這樣的一般要專門定量設(shè)計(jì)。舞臺 為假山堆疊的西洋式半圓柱廊組成，共有 3 層。 新加坡的圣淘沙旅游區(qū)的噴泉設(shè)計(jì)也是值得一看的，它在一個空曠而略有坡度的空間，面積大，像一個長達(dá)數(shù)百米的綜合系列噴泉。他的音樂噴泉最吸引人注目，是國內(nèi)最大的音樂噴泉 群，泉水面積有 萬平方米，主噴高達(dá) 128 米，是南昌的一道 IV 俏麗景觀。噴出的花式有曇 花、菊花、扶?；ā俸匣ê吐恿_花等，這是在 80 年代初期中國較早建設(shè)的一個音樂噴泉。他們能夠獨(dú)立建設(shè)大型的噴泉水景工程，并創(chuàng)造出一些世界之最新記錄。我國現(xiàn)有上百家噴泉水景設(shè)備制造廠，經(jīng)過市場競爭、優(yōu)勝劣汰，我國噴泉公司繁多，綜合實(shí)力強(qiáng)的大型水景噴泉公司就有許多。這顯得有些單調(diào)，伴隨著科技的進(jìn)步音樂噴泉也進(jìn)入了我們身邊?；ㄊ絿娙梢愿鶕?jù)自己的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出各種各樣的花樣，加上燈光，能給人有種不錯的視覺享受 。噴泉 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。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在噴泉工程中采用了大量的高新技術(shù)，在人們的視覺和聽覺上形成和諧的統(tǒng)一，使人們在精神上有種愉悅的感受。因此，噴泉有益于改善城市面貌和增進(jìn)居民身心健康。噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。 III 1 小型噴泉的背景、現(xiàn)狀以及設(shè)計(jì)思路 課題背景 噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。節(jié)約資源的思想在普通居民中的推廣有著重要的意義，有著廣闊的應(yīng)用前景。適合于大小廣場，園林小景觀，特別是室內(nèi)環(huán)境。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(jì)也提出了更高的要求 [2]。表現(xiàn)出壯闊、絢麗的水景之美。舞臺為一假山堆疊的西洋式半圓柱廊組成，共分 3 層。他的音樂噴泉最吸引人注目，是國內(nèi)最大的噴泉群，泉水面積 萬平方米，主噴高達(dá) 128 米，是南昌的一俏麗景觀，人們可以一邊欣賞音樂，一邊 觀看滕王閣的美景。目前比較有名的有南昌秋水廣場。 所以此課題是城市美化，景觀觀賞，園林藝術(shù)的一個重要研究方向，我把它與家居環(huán)境相結(jié)合，開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型噴泉是具有重要實(shí)際意義的。音樂噴泉是現(xiàn)代科技與藝術(shù)的綜合，音樂噴泉將噴水圖形、彩色燈光及音樂旋律構(gòu)成一個有機(jī)的整體，隨著樂曲旋律和節(jié)奏的變化，各種不同的噴水花形相應(yīng)的配合變換，在五彩絢麗的變幻燈光照耀下，構(gòu)成一幅幅奇妙無比的景觀、令人賞心悅目，嘆為觀止，在視聽上獲得極大的享受。總體上說，我國的噴泉水景技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，其建設(shè)規(guī)模和市場需求更是其他國家所難以相比的 [1]。通過學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，加上自行研究和開發(fā)，噴泉的面貌不斷更新，各種新水型 層出不窮，音樂噴泉還可以同水幕電影、激光表演和舞臺表演相結(jié)合，產(chǎn)生令人難忘的藝術(shù)效果。音樂噴泉的起源于 1930 年，德國人首先帶出噴泉的概念，此后經(jīng)過多年的發(fā)展，其音樂噴泉的設(shè)計(jì)及構(gòu)造已變得更大型及復(fù)雜。噴泉作為一種觀賞性較高的藝術(shù)水景 ,不斷的出現(xiàn)在城市的廣場、公園及其它公共場所，早些的噴泉都是固定不可調(diào)的，顯得有些單調(diào)，隨著科技的發(fā)展音樂噴泉也進(jìn)入了我們的城市。 fountain module。 關(guān)鍵詞 ： AT89C52 單片機(jī)，彩燈模塊，噴泉模塊，音樂模塊 IV The Control System of Small Fountain Based on single chip microputer of AT89C52 Abstract With the improvement of people’s living standards and yearning to build a better home environment, small fountain with its unique charm and special visual effects attracts many domestic people. In home environment, small fountain is expected to bee an important product in the interior design industry. According to the current situation of music fountain, the thesis introduces AT89C52 microcontroller as the core of a small fountain control system, which is a simple single chip control system. Desi