音乐彩灯控制器毕业论文设计

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1、毕业设计（论文）题目：音乐彩灯控制器设计学院：自动化学院专业：自动化课程设计目的:电子技术课程设计是继电子技术理论和实验之后的重要实践教学环节，在学牛掌握和具备基础知识和单元电路设计能力之后，进一步学习电子电路系统设计方法和实验方法，进一步掌握EDA仿真设计工具，进一步掌握常用仪器仪表应用，着重培养学生的电子电路设计能力和实际动手操作能力以及独立分析问题和解决问题的能力，在给定的任务书下完成各项指标，培养团队协作的能力，为以后从事电子系统设计、开发和应用打好基础。课程设计要求:2.1技术指标及设计要求:2.1.1音乐信号分为三个频段，分别控制红、绿、蓝三

2、种颜色的彩灯；三段信号的频率为：低频段25Hz~200Hz中频段500Hz〜1200Hz高频段2000Hz"3000Hz2.1.2当输入信号大于10mv是，彩灯的亮度分为6个等级；当输入信号小于10mv是彩灯全亮。2.1.3电路采用220V交流电源供电，需要白己完成电源部分设计。三、仪器与器件LM7805CTX1芯片：LM393X1UA741X574LS00X174LS160X1二极管三极管：1N4001X8NPNX2PNPX1电阻:lmF>0・33uF、O.OluF、0.luF电阻若干课题分析及方案论证首先将音乐信号中所需的频率段通过带通滤波器选出然后

3、将滤波所得结果放大并经精密整流变为直流，其直流电平随咅乐信号大小而上下浮动。此电平作为参考电压加在电压比较器的一个输入端，由同步触发脉冲作为计数信号的数模转换器。输岀阶梯波作为比较电压加在电压比较器的另一个输入端，使电压比较器的输出电压高电平的时间与参考电压成正比，并控制与门打开时间，以决定放过同步脉冲的个数去触发三极管，从而控制灯泡的亮度等级。输入的音乐信号经过lOmV鉴别电路进行幅值判断，判断后输出判别信号：如果大于10mV,输岀0V电压；如果小于10mV,输岀+5V电压。具体控制框图如下：图4-1音乐彩灯控制框图由图4-1知，三个频段的工作原理相同

4、，选中频段进行设计。根据任务要求以及上述分析，将电路分为六个模块：电源电路、同步脉冲发生器和阶梯波发生器、带通滤波器（屮频）、精密整流器、电压比较器和同步脉冲控制电路、lOmv音乐信号鉴别器。4.1、电源电路:V1：：：-10Vrriis/450Hz0°；:10Vcm^50Hz()&；:UA：A：D2D3C1::・・IH・・・LM7805CT:C4::::〒TOJOO咛TOpO咛Q.0334JFD4：二；：：：：；；丄Lim-・VREGVOLTKGZ・・・・•coXMfc^・「Q6::::丰1000呻0C5::.033pF：图4-2电源电路分析：电路输入

5、接入工频220V交流电源，经变压器降压为10V左右的交流电。10V交流电经两路不可控全桥整流和大电容滤波成两路止负直流电。通过LM7805对电压进行输出并给芯片供电。4・2、同步脉冲发生器和阶梯波发生器4.2.1同步脉冲：UD7^1Lsocrouc•・R6・—:2QKCJ2o3OOkrR3::10KOR5::2ZKO06图4-3同步脉冲发生器分析：左上角整流电路，用以产生方向不变的正弦波，A1部分滞冋比较，下面部分用于产生CLK脉冲，用以传给计数器进行下一步阶梯发生电路。4.2.2阶梯波----------------------------------

6、-------R75-OV图4-4阶梯波发生电路h.・•』01;分析：由CC40163四位二进制计数器和运算放大器A2构成。反馈归零使40163构成八进制计数器，通过设计电阻阻值是A2输出6个阶梯波，注意台阶宽度为I0mso4.3、带通滤波器（中频）:C7：:Hf-001pFR17AAV339R13MAr--R12・—wv::13kQ：:::13kQC9::::cm:::-0:01pFA4*OPAIOFAMP3TVIRTUALR1810kQ10kQC86：kQ

7、3：10kpJOFAMP3TVIRTU/L:：：：：：：：：：：：lR14:>10kQ图4-5

8、带通滤波器分析：A3、A4分别为低通滤波器和高通滤波器，二者相串联并使通频带相重叠即可实现带通滤波。上限取决于低通，下限取决于高通。参数计算公式f=—^（4-1）,2ttRC选定电容为常用值O.OluF,得到低通阻值为13.26k,高通阻值为31.83k。在仿真中将电阻取整，为33k和13k。（低频段C=0.luF,低通阻值7.957k,高通阻值63.66k）（高频段C=0.01uF,低通阻值5.31k,高通阻值7.957k）4.4＞精密整流器分析：A5.A6组成半波精密整流电路。C11为滤波电容，减小输岀波形的脉动。R20和R21作用为在输入正半波时限

9、制通过D1流入A6输出端的电流，选在10kQ以上。4.5、10mv音乐信号鉴别器