音乐彩灯控制器论文

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1、郑州科技学院《模拟电子技术》课程设计题目音乐彩灯控制器学生姓名xxx专业班级xxx学号xxx院（系）xxx指导教师xxx完成时间xx年xx月xx日目录1课程设计的目的12课程设计的任务与要求13设计方案与论证14设计原理45元器件的选用46单元电路设计76.1电路放大部分电路设计76.2语音信号的输入部分87总结9参考文献11附录１：实物图12附录２：元器件清单131课程设计的目的随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。 LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经

2、成为一种时尚。但目前市场上各式样的 LED 彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。2课程设计的任务与要求设计一种组合式彩灯控制电路，该电路由不同控制方法的彩灯所组成，采用不同颜色的发光二极管闪烁程度来显示信号的高低。设计音乐彩灯控制器，要求将输入音乐信

3、号分为高、中、低三个频段，并且分别控制三种颜色的彩灯。每组彩灯的亮度随各自输入音乐信号大小分为八个等级。输入信号最大时，彩灯最亮.当输入信号的幅度小于10mv时，要求彩灯全亮。主要技术指标如下：(1)高频段2000--4000HZ，控制黄灯(2)中频短500--1200HZ，控制蓝灯(3)低频段50--250HZ，控制红灯3设计方案与论证方案一：13利用放大电路和集成电路进行主要的控制，话筒则用来输入，话筒把接受到的外界声音转换成电流信号，经三极管放大后送入集成电路，集成电路有十个输出端，分别控制一个LED发光二极管。外界声音的大小和频率对发光二极管的亮度和

4、点亮的个数进行控制，声音越大发光二极管越亮，点亮个数越多。并随着外界音乐节奏的不同而闪烁不同频率的灯光，使之呈流水之型，美轮美奂。对于整流稳压部分电路设计思路：（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4）直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳

5、压四个环节才能完成，如图3-1。图3-1直流稳压电源运作图方案二：13采用多级放大电路和多种控制方式，在集成电路中加入多路多闪动电路的控制。在滤波部分，因为三个彩灯的频率范围都有上下限，故使用带通滤波器执行这一部分功能，带通滤波器由低通与高通串接而成。振荡电路：主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。方案三：采用声电转换装置将乐曲声响转变为电信号，经放大器放大后分为两路一路经整流滤波后以信号的平均值驱动彩灯发亮，信

6、号强，则灯的亮度大，且点亮灯的数目增多，实现声音强弱对彩灯的控制另一路经高通低通滤波器后分频段输出信号，又经放大驱动相应的发光二极管发光，实现高低音对彩灯的控制。此方案的原理图如图3-2所示。图3-2音乐彩灯控制器原理图方案比较：13由于方案三比之方案一、方案二较简单易行，其电路简单，更实用，设计成本也比较低，各种功能效果都相差无几，电路比较容易实现。而且，方案一全部由模拟电路来实现电路之间的连通与互换，采用频率电压转换电路来代替滤波器，较之直接使用滤波器更为容易方便。并且市场上较多的音乐彩灯控制器都是用方案一来实现的。而方案二要采用多级放大电路来实现多种控

7、制方式，无论是实验方案的设计，还是在进行硬件安装和调试的过程都比较繁琐，且不容易实现，不能达到预期的效果。综合以上因素我们决定选择方案三。4设计原理利用其亮度变化反映音乐信号的强弱.从而使灯的变化规律与音频信号的规律及电平大小相对应，是一种将听信号转换为视信号的装置，话筒把接受到地外界声音转变成电流信号经三极管放大后送入集成电路U1，U1有10个输出端，分别控制一个LED发光管。外界的声音的大小频率对发光管的亮度和点亮的个进行控制。声音越大，发光管越亮，亮的个数也越多。5元器件的选用1、脉冲分配器13CD4017是5位Johnson计算器，具有10个译码输出

8、端，CP，CR，INH输入端。时钟输入端的斯密特触发