可编程音乐彩灯系统设计

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1、万方数据学术论坛SC眶NCE＆TECHNOLOGY可编程音乐彩灯系统设计邓和莲(娄底职业技术学院湖南娄底417000)摘要：利用麦克凤、F007放大电路、逐次逼近型l6位A／D转换器和8051单片机控制系统设计了一种根据音乐来控制流水灯光的系统，并进行了软硬件实验，验证了方案的正确性和可实现性。关键词：电压放大电路A／D转换器805l8255A双向可控硅中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：16723791(2007)12(b)一0155021引言’随着生活水平提高，人们对环境的美化要求愈来愈高。在公园、商场、及其他一些公共娱乐场所，流水灯光是必不可少的装饰品。

2、目前这些流水灯多是固定不可调的，显得有些单调，有些简单音乐流水灯也只是将音乐和流水灯亮与灭简单配合，无法体现音乐的旋律、节奏。这里设计了一套随音乐信号的节奏、强弱而不断变化的音乐流水灯系统。该系统分为数据采集和可控流水灯两部分，利用麦克风和F007放大电路构成数据采集系统，选用805l单片机作为流水灯光控制器。2硬件设计及工作原理该系统主要包括一个由麦克风、F007放大电路和A／D转换器构成的音乐数据采集系统和一个805l单片机彩灯控制系统。其原理方框图l：其工作原理为：首先由麦克风收集音乐信号，通过F007放大电路将信号放大。因收集来的音乐信号为模拟信号，而8051控

3、制系统是通过高低电平即数字信号来控制彩灯的。所以放大后的模拟音乐信号需通过A／D转换器转换成数字信号，然后通过805l单片机P0口送入彩灯控制系统。8051输出的控制信号通过8055A并行接口控制彩灯。由于系统内部是低电压，彩灯是照明电压，所以系统低电压就是通过外围电路来控制彩灯的。2．1音乐数据采集系统2．1．1F007放大电路如图2所示。(1)偏置电路偏置电路的作用是向各级放大电路提供合适的偏置电流，决定各级的静态工作点。F007的偏置电路由T8～Tl3组成。基准电流由Tl2、R5、Tll，和电源EC(15V)、EE(15V)决定：，。=鱼!：主兰曼二!：丝!i：生

4、丝!；(1)“JR：(2)输入级输入级对集成运放的多项技术指标起着决定性的作用。F007的输入级电路是由Tl～T7组成的带有恒流源及有源负载的差动放大电路。有源负载是由T5，T6、T7及Rl、R2、R3组成的改进型镜象恒流源电路。Tl～T4组成共集一共基型差动放大电路。(3)中间级中间级电路的主要任务是提供足够大的电压放大倍数，并向输出级提供较大的推动电流，有时还要完成双端输出变单端输出，电位移动等功能。F007的中间级是由复合管T16、T17和电阻R6组成的共发射极放大电路，T12、T13组成的镜象恒流源作为它的有源负载，因而可以获得很高的电压放大倍数。R6起电流负反

5、馈作用可以改善放大特性。(4)输出级输出级的作用是向负载输出足够大的电流，要求它的输出电阻小，并应有过载保护措施。F007输出级采用由T14和复合管Tl8、TI9组成的互补对称电路。R7、R8和T15组成电压并联负反馈偏置电路，使T15的c、e两端具有恒压特性，为互补管提供合适而稳定的偏压。Dl、D2和R9、R10组成过载保护电路。2．1．2A／D转换器该系统采用逐次逼近型16位模数转换器MAxl166。MAxl166的一次转换过程可分为三个阶段，即转换准备阶段、模数转换阶段和转换结果输出阶段。具体工作过程如下：首先将R／C管脚置低电平，然后在CS脚输入脉冲信号，MAx

6、ll66会在CS的第一个脉冲信号的下降沿进入工作状态；并在Cs的第二个脉冲信号下降沿启动A／D转换。此脉冲信号的宽度最小应为40ns。转换过程中，EOC脚为高电平，并在经过约5us转换完成后，EOC脚电平变低以指示转换完成。当EOC脚输出为低电平时，若将R／C脚置为高电平，系统将在Cs的第三个脉冲的下降沿把转换结果输出到数据总线上。在数据转换过程中，通过检测EOC脚的输出电平即可判断数据的转换状态。当EOC输出为高电平时，表示数据转换仍在进行，此时不能读取数据；而当EOC输出为低电平时，表明数据转换已经结束，此时可以读取数据。设置并行数据输出选择位HBEN为高电平，可读

7、取数据高8位；。而设置HBEN为低图1原理方框图E乙；。。匕j口＼””2f1

8、；譬“扩l、．Jn：、4一hfll¨UjVt{xl!智6涩^。，。女§}l＆；bl√：l薯一，鎏“n址“”r；／l{茸4l，—一，。I；‘丫Jj．。、。一燃II々腻：：『

9、”．翊呵“渖叶产l生输入级偏置电路中间级输出级图2F007放大电路图作者简介：邓和莲，(1972)，女，本科，湖南涟源人，讲师，研究方向：机电一体化设备及制造技术，单片机与传感器技术。科技资讯SClENCE＆TECHNOLOGYlNFORMATION155万方数据CHNOL00YfNFORMA