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1、第17卷第4期南京农专学报2001年12月Vol117No.4JournalofNanjingAgriculturalTechnologyCollegeDec.2001文章编号:100821895(2001)0420067203X用MCS51单片机制作的音乐喷泉控制器123丛福建,吴军辉,田梦倩(1.南通纺织职业技术学院,江苏 南通226007;2.同济大学 上海200092;3.东南大学机械系,江苏 南京210018)摘 要:介绍一种音乐喷泉控制器的原理、系统硬件及其应用软件。它的原理是预先将喷泉控制的数字
2、信号调制后与乐曲同步录制记录在磁带上,播放乐曲同时由单片机解调出控制信号经功率放大驱动潜水泵及灯光系统,从而使喷泉水姿,灯光色彩随音乐节奏而变化。本系统已在江苏科学宫实际使用。关键词:单片机;音频信号;喷泉+中图分类号:TP27115文献标识码:BSpringWithMusicControllerMadeofSingleChipMicrocomputerMCS51123CONGFu2jian,WUJun2hui,TIANMeng2qian(11NantongTextileVocationalTechnolog
3、yCollege,Nantong226007,China;21TongjiUniversity,Shanghai20092,Chima;31SoutheastUniversity,Nanjing210018,China)Abstract:Thepaperpresentsacontrollerwhichisusedinaspringwithmusic.Wealsodescribeitsoperativeprincipleofsystemstructure,hardwareandappliedsoftware.I
4、tsprincipleisthatusingpretreateddigitalsignalswhichissynchronizedlyrecordedwithmusicbytape,thesignalisdemodulatedbyMCUtocontrolthepumpsandlampssothatthespringformischangedwithmusic′srhythmwhenmusicisplayed.ThissystemisappliedatJiangsuSciencePalace.Keywords:
5、singlechipmicrocomputer;frequencysignal;spring 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、体育场及其他一些公共场所喷泉越来越多。目前这些喷泉水形多是固定不可调的,显得有些单调,有些简单音乐喷泉也只是将音乐和喷泉高低简单配合,无法体现音乐的旋律、节奏。结合引进的美国水姿公司音乐喷泉的特点,我们设计了一套随音乐信号的节奏、强弱而不断变化的音乐喷泉及其微机控制系统,该系统选用89C51单片机为控制器,可完成喷泉水泵的自动切换和灯光变换功能。1 工作原理音
6、乐喷泉设计的关键是使水姿、灯光与音乐旋律、节奏完美组合,利用喷泉体现出音乐的内涵,体现不同乐曲的特点,这是该类设计中的难点。简单的以音强控制水柱高低很难做到这一点,另外水X收稿日期:2001206215作者简介:丛福建(19692),男,南通纺织职业技术学院硕士研究生,讲师,主要研究方向:智能控制,机电控制及自动化。·68·南京农专学报2001年 第4期柱变化相对音乐的滞后也是大问题。我们的设计思想是首先设计用于表现音乐旋律的各种造型喷头,然后利用计算机的多媒体功能离线编制控制信号队列,然后通过串行口输出,经
7、脉冲幅度调制以音频方式录制在磁带的D轨道。在磁带播放时,四声道磁头的A、B道信号用于音乐播放,D道记录的控制信号经解调进入89C51单片机的串行口,控制器根据命令实时控制水泵、灯光工作。2 硬件部分以89C51单片机为核心的嵌入式控制器,具有性价比高,体积小,易于操作等优点。211 控制器实现开关量由89C51的P0、P1、P2口经功率放大驱动过零型固态继电器,启停泵、灯,并使其干扰负载在交流过零点时开关,减少负载起停对控制器和音响系统的干扰。P310、P311用于蓄水池水位超缺限报警检测。操作命令采用红外遥
8、控方式输入,红外遥控器采用M50462编码芯片,接收器解调采用HS0038芯片。解调后信号输入89C51的INTO引脚,由软件进行0、1信号分析及命令处理。212 磁带录音机接口电路磁带上控制信号以幅度调值方式记录,载波频率2400Hz。串行口波特率为400Bit/S。信号调制电路如图1。事先根据音乐的旋律设计好控制信号,然后与音乐同时记录,该信号从串行口TXD端输出,“1”信号使载波发生振荡器工作
