小型音乐喷泉模型-毕业设计

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1、长春工程学院毕业设计（论文）目录1.绪论11.1课题背景11.2音乐喷泉的发展和现状11.3音乐喷泉控制系统框架22.上位机通讯与显示42.1概述42.2串口通讯42.3监控水泵运行62.4FFT93.下位机数据采集和传输133.1概述133.2对音乐信号的采样与数据传输133.3下位机采样数据图144.基于nRF24L01无线传输子系统164.1nRF24L01模块硬件设计164.2nRF24L01模块软件设计175.水泵控制系统215.1水泵的选定215.2水泵控制原理图的设计215.3水泵控制系统的实物图236.

2、功放246.1功放电路设计246.2喇叭保护板电路设计246.3功放PCB257.太阳能子系统267.1太阳能电池267.2太阳能控制器26参考文献29致谢30附录3137长春工程学院毕业设计（论文）1.绪论1.1课题背景随着人们生活水平的提高，人们对环境的要求越来越高,城市环境建设日益为人们所重视。喷泉作为一种观赏性较高的艺术水景,不断的出现在城市的广场、公园及其它公共场所，早些的喷泉都是固定不可调的，显得有些单调，随着科技的发展音乐喷泉也进入了我们的城市。音乐喷泉是现代科技与艺术的综合，音乐喷泉将喷水图形、彩色灯光

3、及音乐旋律构成一个有机的整体，随着乐曲旋律和节奏的变化，各种不同的喷水花形相应的配合变换，在五彩绚丽的变幻灯光照耀下，构成一幅幅奇妙无比的景观、令人赏心悦目，叹为观止，在视听上获得极大的享受。1.2音乐喷泉的发展和现状音乐喷泉是高科技与自然的完美结合，充分体验了人们的智慧。世界各地的音乐喷泉体现美的方式也是不尽相同的。新加坡圣淘沙旅游区的音乐喷泉的设计与效果也是值得参考的，它布置在一个空旷而略有坡度的空间，面积很大，与圣淘沙车站前的长形喷水池共同组成为一个长达数百名的综合系列喷泉，音乐喷泉位于系列喷泉的顶端。舞台为一假

4、山堆叠的西洋式半圆柱廊组成，共分3层。白天，假山瀑布及两侧的喷泉群与3层水池形成一处动静结合的较为文雅悠扬的水景园，入夜则有五光十色，优美动听的喷泉景观，整个舞台区域东西面阔近百米，南北深度约为40m,成为目前亚洲最大的音乐喷泉之一。表现出壮阔。绚丽的水景之美。台湾台中的亚哥花园，有一个专为音乐喷泉表演的水舞剧场，以气势磅礴的苍穹为天幕，舞台建筑为意大利罗马式柱廊构成，圆形，用喷泉环绕，有600个喷头，配合着135种变化的灯光，组合成一种载歌载舞的美妙舞姿，水舞时，其形色声光的变化，令人目不暇接，叹为观止。以上几处音乐

5、喷泉从建筑形势、音乐曲调及水舞表演的角度展现了音乐喷泉的美丽姿态，但是都属于大型的音乐喷泉，其控制系统也多采用PLC逻辑编程控制，造价高，流量需求大，一般为专门的定量设计。即使这样，国内外的音乐喷泉控制系统设计均以达到成熟的水平，而且还有专门的生产设计厂家，提供设计、喷泉设备及安装等服务。目前，国内的音乐喷泉逐渐向智能化、分散化、综合化、多样化的方向发展，于是对喷泉控制系统的设计也提出了更高的要求。37长春工程学院毕业设计（论文）1.3音乐喷泉控制系统框架本系统的总体思路是：音乐信号一路通过功放后播放，另一路则通过单片

6、机进行采样，得到的时域数据传送给VS2012编写的上位机，上位机对音乐信号进行FFT变换得到频域信号并分析得到控制信号，通过nRF24l01无线传输给水泵控制子系统，控制水柱的高度。其中水泵控制模块电源是由太阳能供电。图1-1音乐喷泉控制系统的总体结构37长春工程学院毕业设计（论文）所以在次太阳能音乐喷泉系统包括以下几个部分：太阳能供电子系统，功放子系统，无线传输子系统，水泵控制子系统，上位机，下位机。该音乐喷泉控制系统的总体结构如图2-1所示。以下对这几个部分进行简明的讲解：太阳能供电子系统：由电压能电池组、太阳能控

7、制器、蓄电池和DC/DC部分组成。功放子系统：由NE5532+LM1875组成的功放，NE5532作为前级，LM1875作为后级。无线传输子系统：这里采用的是NRF24l01来进行无线传输，一对多的传输类型，这里的“一”是PC的下位机，PC传送来控制信号，通过NRF24l01传输数据。“多”是接受的NRF24l01，接受到数据后，传送给52单片机，52单片机根据控制信号来控制DC/DC输出的电压的大小，从而控制了水泵的高度。水泵控制系统：由52单片机、DA芯片TLC5615、BUCK电路组成。52单片机读取到了传输到的

8、控制信号之后，通过控制TLC5615得到一个基准电压，BUCK电路根据这个基准电压来决定直流水泵的电压。上位机：用VS2012编写的上位机，上位机得到下位机传送的数据之后，对数据进行分析，然后将结果传送回下位机。其中通讯方式采用串口通讯。下位机：由52单片机和AD芯片TLC083组成。1s内进行三次总采样（一次总采样是64次AD转