AT89C51单片机控制的音乐喷泉系统设计

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"基于AT89C51单片机的音乐喷泉控制系统设计说明书" 本文主要探讨了如何利用AT89C51单片机设计一款小型音乐喷泉控制系统。音乐喷泉作为一种休闲娱乐设施,因其独特的艺术效果和观赏性,在城市绿化建设中越来越受到欢迎。随着生活水平的提高,人们对这种结合音乐、水景和灯光的艺术形式有着更高的需求。 AT89C51是一款广泛应用的8位微处理器,具备强大的处理能力和丰富的接口,适合用于实现复杂的控制任务。在音乐喷泉控制系统中,它作为核心控制器,负责接收和处理输入信号,控制喷泉的喷射模式和灯光效果。 设计中,首先介绍了一种简洁的单片机控制电路,该电路包括了输出地址的设定,以驱动不同的电磁阀来控制喷泉的喷射形状和高度。同时,也涉及了输入电路的设计,用于获取来自喷池的数据,这些数据可能包括水流速度、压力等,以确保喷泉动作的精确同步。 喷池数据的获取是通过特定构造的传感器系统完成的,这些传感器可以监测喷池的状态,并将信息转化为单片机可理解的电信号。这些数据对音乐喷泉的实时响应至关重要,因为它们直接影响到喷泉的动作和灯光效果。 此外,程序控制是音乐喷泉系统的关键部分。文中提到了主程序框图和看门狗子程序的设计。主程序负责整体逻辑的运行,通过解析音频信号,控制电磁阀的开关,实现喷泉水型与音乐节奏的同步变化。看门狗子程序则用于系统的稳定性,防止程序因意外错误而陷入死循环,确保音乐喷泉的正常运行。 音乐喷泉的灯光效果也是由单片机控制的。音频信号被处理后,可以影响灯光的色彩和光线明暗,使得灯光色彩斑斓、闪烁变化,与喷泉水姿形成和谐的视觉效果,进一步增强音乐喷泉的艺术表现力。 关键词:音乐喷泉;单片机;单片机控制;喷池数据 基于AT89C51的音乐喷泉控制系统通过智能控制技术,实现了音乐、水景和灯光的完美融合,提升了音乐喷泉的艺术性和互动性,为城市增添了一道亮丽的风景线。
2021-12-25 上传
课程设计-基于C51单片机的音乐喷泉控制系统设计: 摘 要 随着人们生活水平的提高和建立绿色城市的向往,音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能,愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品,音乐喷泉的兴建也越来越多。 根据目前音乐喷泉的发展现状,介绍了一个以AT89C51单片机为核心的小型音乐喷泉控制系统。给出了一个简洁的单片机控制电路,分析了输出地址,描述了不同类型的输出电路和输入电路;介绍了从特定构造的喷池中获得决定喷池动作的喷池数据的原理;给出了主程序框图和看门狗子程序。采用程序控制来控制花型。音频信号还影响灯光色彩和灯光光线明暗的变化。从而使灯光色彩、灯光的闪烁和喷泉水姿随音乐节奏而变化。 关键词:音乐喷泉;单片机;单片机控制;喷池数据 目录 摘 要 I 目录 II 第1章 绪 论 1 1.1课题背景 1 1.2 音乐喷泉的发展和现状 1 第2章 音乐喷泉控制系统硬件设计 3 2.1 控制系统硬件总体设计方案 3 2.2音乐信号的采集 3 2.2.1 音频放大电路的设计 3 2.2.2 采样定理 5 2.3 单片机电路 6 2.3.1 单片机的概述 6 2.3.2 时钟电路的设计 7 2.4 AD转换电路 7 2.4.1 ADC0809与单片机89C51的连接 8 2.4.2输入电路 9 2.5潜水泵调速硬件方案设计 10 2.6灯光硬件方案设计 11 2.7解决系统时间滞后硬件电路设计 11 第3章 喷泉控制系统软件设计 13 3.1喷池数据 13 3.2主程序框图 14 3.3 控制潜水泵软件设计模块 14 3.3.1 潜水泵开关调速的原理 15 3.3.2潜水泵开关调速的软件设计 16 3.4控制电磁阀软件设计模块 17 3.5 歌曲存储模块 17 3.5.1音频脉冲的产生 17 3.5.2音乐程序 19 3.6灯光控制模块 22 3.7看门狗子程序 23 3.8实验仿真 23 结 论 25 参考文献 26 附 录 27 附录1 27 附录2 28 第1章 绪 论 1.1课题背景 随着人们生活水平的提高,人们对环境的要求越来越高,城市环境建设日益为人们所重视。喷泉作为一种观赏性较高的艺术水景,不断的出现在城市的广场、公园及其它公共场所,早些的喷泉都是固定不可调的,显得有些单调,随着科技的发展音乐喷泉也进入了我们的城市。音乐喷泉是现代科技与艺术的综合,音乐喷泉将喷水图形、彩色灯光及音乐旋律构成一个有机的整体,随着乐曲旋律和节奏的变化,各种不同的喷水花形相应的配合变换,在五彩绚丽的变幻灯光照耀下,构成一幅幅奇妙无比的景观、令人赏心悦目,叹为观止,在视听上获得极大的享受。音乐喷泉的起源于1930年,德国人首先带出喷泉的概念,此后经过多年的发展,其音乐喷泉的设计及构造已变得更大型及复杂。随着我国改革开放政策的不断实施,80年代中,我国也相继引进和自行设计建造了多座音乐喷泉,为美化环境,活跃人民的文化生活起了良好的作用。通过学习和引进国外先进技术,加上自行研究和开发,喷泉的面貌不断更新,各种新水型层出不穷,音乐喷泉还可以同水幕电影、激光表演和舞台表演相结合,产生令人难忘的艺术效果。我国现有上百家喷泉水景设备制造厂,经过市场竞争、优胜劣汰,我国已经出现了几家综合实力较强的大型喷泉水景工程公司,能够独立建设投资上千万元的特大型喷泉水景工程,并创造了一些世界之最的新记录。总体上说,我国的喷泉水景技术已经达到了国际先进水平,其建设规模和市场需求更是其他国家所难以相比的。 1.2 音乐喷泉的发展和现状 北京石景山古城公园的音乐喷泉,在悠扬动听的音乐声中,喷水可产生五六种变化,时而转动如银伞,时而飘忽如玉带,时而如金蛇狂舞,时而旋转飞溅···喷出的花形有昙花、菊花、扶桑花、百合花和曼陀罗花,这是在80年代初期中国较早建设的一个音乐喷泉。 南昌的秋水广场是由“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”的意境得名,秋水广场就是以喷泉为主题,集旅游、观光、购物的大型休闲广场。他的音乐喷泉最吸引人注目,是国内最大的音乐喷泉群,泉水面积1.2万平方米,主喷高达128米,是南昌的一俏丽景观,人们可以一边欣赏音乐,一边观看滕王阁的美景。 新加坡圣淘沙旅游区的音乐的设计与效果也是值得参考的,它布置在一个空旷而略有坡度的空间,面积很大,与圣淘沙车站前的长形喷水池共同组成为一个长达数百米的综合系列喷泉,音乐喷泉位于系列喷泉的顶端。舞台为一假山堆叠的西洋式半圆柱廊组成,共分3层。白天,假山瀑布及两侧的喷泉群与3层水池形成一处动静结合的较为文雅悠扬的水景园,入夜则有五光十色,优美动听的喷泉景观,整个舞台区域东西面阔近百米,南北深度约40m,成为目前亚洲最大的音乐喷泉之一。表现出壮阔、绚丽的水景之美。 以上几处音乐喷泉从