毕设-简易音乐喷泉设计

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1、电子系统设计大作业课题：简易音乐喷泉的制作组员：任课老师：1目录一、设计任务和分析1二、硬件电路设计12.1总体设计12.2各模块设计22.2.1单片机最小系统22.2.2A/D转换模块22.2.3音频放大模块32.2.4LED灯及电机3三、程序设计43.1主程序设计43.1.1设计框图43.1.2程序代码43.2A/D转换程序设计53.2.1A/D转换程序原理53.2.2A/D转换程序框图63.2.3A/D转换子程序代码73.3PWM调压设计83.3.1程序框图83.3.2PWM调压子程序8四、调试和测试结果分析104.1调试104.2结果分析1011一、设计任务和分析基本任务：用MCS

2、-51单片机设计一个音乐喷泉，要实现喷水高度的连续控制，就必须能够调节喷头出水水压，而通过调节水泵转速可以达到平滑调节水压的目的。系统采用对单片机进行编程，通过单片机输出改变的PWM来控制直流电机工作转速，进而使水柱发生变化。当有音乐信号时，获取声音强度，通过A/D转换采集音频电压强度，再通过软件计算占空比输出PWM，作用到电机上，使喷头产生随音乐起伏的效果。同时通过将PWM的占空比与设定的8档值比较来控制8盏LED灯随音乐起伏的效果。二、硬件电路设计2.1总体设计本设计方案为当有音乐信号时，获取声音强度，通过A/D转换采集音频电压强度，再通过软件计算占空比输出PWM，作用到电机上，使喷头

3、产生随音乐起伏的效果。同时通过将PWM的占空比与设定的8档值比较来控制8盏LED灯随音乐起伏的效果。单片机AD转换功放喇叭频谱彩灯显示驱动水泵电源图2.1总体设计图102.2各模块设计2.2.1单片机最小系统STC89C52单片机的最小系统电路包含以下几个部分：u单片机供电电路：AT89S52需要具有可靠的5V供电，在电路图中的VCC和GND为供电网络标识符；图2.2u振荡电路：AT89S52需要一个稳定的振荡电路才能够正常工作，在该电路采用了24Mhz的晶振作为AT89S52的时钟源；u复位电路：复位电路是单片机正常运行的一个必要部分，复位电路应该保证单片机在上电的瞬间进行一次有效的复位

4、，在单片机正常工作时将RST引脚置低。此外通过一个按键进行手动复位，在单片机运行不正常时使用。2.2.2A/D转换模块ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。ADC0832具有以下特点：·8位分辨率；·双通道A/D转换；·输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；·5V电源供电时输入电压在0~5V之间；·工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；·一般功耗仅为15mW；图2.3·8P、14P—DIP（双列直插）、PICC多种封装2.2.3音频放大模块10LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失

5、真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386特性：l静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电；l工作电压范围宽，4-12Vor5-18V；l外围元件少；图2.4l电压增益可调，20-200；l低失真度；2.2.4LED灯及电机图2.5电机驱动电路图2.6LED电路10三、程序设计3.1主程序设计开始A/D采集PWM调压3.1.1设计框图图3.1主程序框图3.1.2程序代码voidmain(){while(1){penquan();//调用PWM调压函数，通过延时改变输出高低电平，//并根据占空比控制LED}}103.2A/D转换程序设计3.2.1A/D转换程序原理图3.2

6、ADC0832通道选择如图2.1所示，当SGL与ODD2位数据分别为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1作为正输入端IN+进行输入。图3.3ADC0832转换时序图10当时钟信号到第3个脉冲的下降沿时，DO/DI端开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下降沿开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个时钟下降沿DO端输出下一位数据。直到第11个时钟脉冲

7、时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个时钟下降沿输出DATD0。随后输出8位数据，到第19个时钟下降沿时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。3.2.2A/D转换程序框图否是开始初始化通道选择启动A/D转换读取一位数据8位读取完毕？读取1位校验数据8位读取完毕？两次数据相等？返回转换值