彩灯电路设计

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1、北京经济管理职业技术学院　　毕业设计（论文）　　题目    彩灯电路设计 　　姓   名XXX  　　专业班级0906251  　　学   号 02 　　指导教师XXX  日   期 2012年  5 月  25  日 　　 摘要本次课程设计主题是基于ATMEL公司生产的AT89S52单片机为核心设计一个彩灯系统。系统由模拟电路部分与数字电路部分组成，模拟电路由驻极体麦克风、运算放大器、二极管峰值包络检波器，实现对音频信号进行转换、滤波、放大等处理。数字电路由A/D转换器、AT89S52单片机及发光二级管组成，单片机将A

2、/D转换后的信号对LED的亮灭进行控制，LED的亮灭情况由音频信号的强度进行控制，点亮的LED的数目随音频音量的增大而增加，随音频音量的减小而减少，实现了一个简单的音乐彩灯控制系统。关键词：AT89S52单片机；发光二极管；A/D转换器；运算放大器；驻极体麦克风；目录前言31设计任务要求32方案设计与选择32.1方案一使用MISC采集声音用LM386放大电路32.2方案二采用数字芯片构成的声控彩灯电路42.3方案三以AT89S52为核心的单片机声控彩灯系统42.4方案选择53相关新片介绍63.1AT89S5263.1.1

3、芯片介绍63.1.2主要特性63.1.3引脚说明73.2ADC080993.2.1芯片介绍93.2.2主要特性93.2.3引脚说明104硬件设计114.1模拟电路114.1.1模拟电路原理114.1.2电路仿真114.1.3模拟电路部分原理图145软件设计205.1设计软件流程图205.2主程序代码及注释215.3软件调试过程及遇到的问题和解决方法24参考文献25附录一25附录二26附录三27前言随着科学技术发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学等新技术

4、、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一，音乐彩灯的出现使人们既得到了视觉与听觉上得享受，同时也给人们紧张的现代生活带来新鲜的色彩与活力。1设计任务要求(1)．写出你考虑该问题的基本思路，画出一个实现电路功能的大致框图。(2)．设计出框图中各部分逻辑电路，可用中、小规模集成电路，也可用中规模集成电路连接而成。对各部分电路的工作原理应作出说明。(3)．最后，画出整个设计电路的原理电路图，并说明电路工作原理。(4)．图用仿真软件画出并仿真，各功能引脚应有标号。画出印制电路版

5、图。2方案设计与选择通过书本上知识与一些相关书籍和网上的资料，我总共设计了三种方案如下。2.1方案一使用MISC采集声音用LM386放大电路使用MIC采集声音之后用LM386放大，之后通过比较器，最后交给AT89S52分析处理来驱动LED发光。设计框图如图1.1所示。发光LED单片机控制电路比较器MIC采集LM386放大图1.12.2方案二采用数字芯片构成的声控彩灯电路音频在电信号中表现为多个正弦波叠加而成。音乐的大小就表现为声音的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰和波谷，所以在它到达波峰时就说明它的音量大，在波

6、谷时音量就小，根据这个原理，可以采用一个触发电路控制彩灯在音量大的时候发光，音量小的时候就熄灭。综合考虑，可以选择一个NE555时基电路中的单稳态电路，触发后驱动LED发光，由于音频电压过小，还需要设一个放大电路。设计框图如下图1.2所示。图1.22.3方案三以AT89S52为核心的单片机声控彩灯系统此控制系统以AT89S52为控制器，通过单片机的I/O口进行读操作，将外部经过音频信号转换而成的电压信号读取进来，再进行分析计算，对外部的发光二级管进行控制，编程控制灵活。能灵活根据音频信号的强弱范围来控制发光二级管亮灭的数

7、目，达到声音控制灯亮灭的效果。设计框图如下如1.3。时钟电路AT89S52程序下载端口驻极体麦克风麦克风发光二极管两级放大电路复位电路A/D转换器麦克风图1.32.4方案选择方案一中,电路相对简单，制作相对较容易点，成本也相对较低。但LM386放大倍数最多只有200倍，实现困难。方案二中，虽然电路比较简单，但是最终的硬件电路功能单一，不方便进行功能的修改与升级，控制不够人性化。方案三中，以AT89S52为控制核心，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器,在单芯片上，拥

8、有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，控制灵活方便，使得AT89S52在众多控制应用系统中得到广泛应用。因此本次课题选用方案三。3相关新片介绍3.1AT89S523.1.1芯片介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器