课程设计说明书
学生姓名:学号：
学院:自动化工程学院
班级:
题目: 1 电压（I/V）转换器的制作与调试
2电流（V/I）转换器的制作与调试
3声控式音乐彩灯控制器的制作与调试
指导教师：徐源、侯一民
2015年12月28日
目录
第1章电流/电压（I/V）转换器的制作与调试................................................. - 1 -
1.1设计任务..................................................................................................... - 1 -
1.2总体设计方案............................................................................................. - 1 -
1.3系统分析与设计......................................................................................... - 1 -
1.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单................................................. - 2 -
1.5系统安装、调试与参数测量..................................................................... - 3 -
1.5.1 系统安装......................................................................................... - 3 -
1.5.2系统调试.......................................................................................... - 3 -
1.5.3 参数测量......................................................................................... - 4 -
1.6改进意见与收获体会................................................................................. - 4 - 第2章电压/电流（V/I）转换器的制作与调试............................................... - 5 -
2.1设计任务..................................................................................................... - 5 -
2.2 总体设计方案............................................................................................ - 5 -
2.3系统分析与设计......................................................................................... - 5 -
2.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单................................................ - 6 -
2.5 系统安装、调试与参数测量.................................................................... - 7 -
2.5.1系统安装......................................................................................... - 7 -
2.5.1系统调试......................................................................................... - 7 -
2.5.3 参数测量........................................................................................ - 8 -
2.6 改进意见与收获体会................................................................................ - 8 - 第3章声控式音乐彩灯控制器的制作与调试................................................... - 9 -
3.1 设计任务.................................................................................................... - 9 -
3.2 总体设计方案............................................................................................ - 9 -
3.3 系统分析与设计........................................................................................ - 9 -
3.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单.............................................. - 10 -
3.5 系统安装、调试与参数测量.................................................................. - 11 -
3.5.1系统安装....................................................................................... - 11 -
3.5.2 系统调试...................................................................................... - 11 -
3.5.3 参数测量...................................................................................... - 11 -
3.6 改进意见与收获体会.............................................................................. - 11 - 参考文献. (12)
第1章 电流/电压（I/V ）转换器的制作与调试
1.1设计任务
熟悉运放电路的各种元器件，充分了解并掌握运放参考电路图，将元器件焊接在电路板上，并按设计要求写出设计和调试过程，设计出将0~10毫安电流信号转换成0~10伏电压信号的电流/电压转换器，并通过调试将误差控制在允许范围内。分析电路的工作过程，完成制作与调试，分析结果。
1.2总体设计方案
本课题是电流/电压的转换器，为实现其功能，结合理论与实际，做出如下设计方案：
（1）输入信号为电流源，将电流源与一个负载相连，就可以将其看作电压源。
（2）通过运算放大器，将“输入电压”进行一定倍数的放大 （3）通过引入电压并联负反馈，稳定输出电压。
（4）总体方案框图如图1-1所示：
图1-1电流/电压原理框图
1.3系统分析与设计
（1）-15v 电压支路的作用是调零：当电流i I =0时，调整电位器使00=V 。 （2）输入端电阻R 为电流采样电阻（数值很小），一定满足R<<Ω100k ，设
R 上端电位为i1V ，R 下端电位为i2V 。所以有
R I V V *-i i2i1=）（。
（3）设右边电位器（Ω10k ）可调端电压为op V ，2个Ω2k 电阻与Ω100k 电阻的连接节点电位设为n V （上）和p V 。
（4）输入输出关系推导如下：
由运放虚断，则2个Ω2k 电阻上无电流，（设左下角Ω10k 电位器电压为ip V ）有：
V （1-1） /200k -k 100/-/200k -/100k -ip p i2op n n i1）（）（）（）（V V V V V V V P == （1-2）
由运放虚短，则
p n V V = （1-3）
联立3个方程，得
R I V V V V V **2--2-i ip i2i1ip op ==）（ （1-4）
（5）设右边Ω10k 的电位器上部电阻为u R ，下部电阻为d R ，因10k<<200k ，故Ω200k 的分流可忽略不计。则op V 是电位器分压，所以:
/10k */*0d d u 0d op V R R R V R V =+=）（ （1-5） ）
（）（）（R I V R V R V **2-*10k/*10k/i ip d op d 0== （1-6） 1.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
总电路图如图1-2所示：
图1-2电流/电压转换电路原理图
表1-1 元器件清单
名称规格数量
电阻100K 3
电阻2K 2
电阻200K 2
滑动变阻器10K 2
运算放大器UA741CN 1
导线若干
表1-2仪器仪表清单
名称数量
直流稳压电源 1
数字万用表 1
电流源 1
电路板 1
电阻箱 1
电烙铁 1
电工钳 1
1.5系统安装、调试与参数测量
1.5.1 系统安装
（1）根据设计要求，画出实验电路图；
（2）准备电烙铁，预热、摆放材料；
（3）根据电路图，布线、焊接（要注意防止发生虚焊、漏焊等情况）；
（4）认真检查焊接是否正确（万用表检测2-3次所焊电路部分）；
（5）测试是否成功，并测量实验参数。
1.5.2系统调试
将电路板引出的连线与对应的仪表相连，接地导线与地相连，将两滑动变阻器调至中间位置，加输入电流信号。调节调零电阻，使得：
（1）稳定电流源调到0mA，调试电路板上的电位器使输出电压等于0V；
（2）稳定电流源调到5mA，调试电路板上的电位器使输出电压等于5V；
（3）稳定电流源调到10mA，调试电路板上的电位器使输出电压等于10V；
（4）稳定电流源的电流从0mA调到10mA然后记下对应的电压值。
1.5.3 参数测量
调节输入电流分别为0，2，4，6，8，10mA，并填入表格。
表1-4数据记录表格
电流信号（毫安）0 2 4 6 8 10
电压信号（伏）-0.08 2.05 4.04 6.14 8.17 10.15 理论电压信号（伏）0 2 4 6 8 10
1.6改进意见与收获体会
（1）改进意见：电路板上焊孔过小增加了焊接的难度，同时使焊点不是很牢固，会发生断路的现象；在同一个焊点的多根导线尽量同时焊接，焊接后检查是否有虚焊。导线过细使得导线在多次调试后产生金属疲劳而折断；电路板上的元器件在携带的时候容易损坏。电位器调节旋钮过小，调试不便。
（2）收获体会：通过该课程设计是我对课上所学知识有了新的认识，了解元器件的工作原理和工作条件，加深对深度负反馈的虚短和虚断的理解；了解了调零电路对差分电路的补偿作用；加深了对模拟电子的了解以及对电子技术的兴趣。提高了对理论的理解和对实践的操作。学会了电流电压转换器的设计方法和调试方法，培养了动手能力和实践技能，分析和解决实际问题的能力得到提高。
第2章 电压/电流（V/I ）转换器的制作与调试
2.1设计任务
熟悉各种仪器仪表和集成运算放大器的使用，按要求写出设计过程和调试过程，设计电压/电流转换装置并调试，将0-10V 的输入电压信号转换成0-10mA 的输出电流信号，控制误差在允许范围内。分析电路的工作过程，完成制作与调试，分析结果。
2.2 总体设计方案
本课题是电压/电流的转换器，为实现其功能，结合理论与实际，做出如下设计方案：
（1）输入的信号是直流稳压电压信号；
（2）通过运算放大器，将输入电压进行一定倍数的放大； （3）通过引入电流负反馈，稳定输出电流。
图2-1 电压/电流方框图
2.3系统分析与设计
参考电路是从输入端输入电压，经过集成运算放大器把电压信号转变成电流输出信号，通过对负载端的测量，可测出输出电流的大小。电路由若干Ω100k ，
Ω3k 电阻，2个Ω1k 可调电阻构成。i V 是输入电压，因在运放输入端是对称工作的，但在实际工作中会出现一定的不对称性，为了提高精度，应加入调零电路，消除零点误差。
（1）用+15V 的稳压源通过电位器1W 的分压来调节输出电流信号使之能在
0i =V 时有00=I ；
（2）可调电阻2W 是调整增益用的，通过对2W 的调整可使输出量程发生改变；
（3）右下角的1R 是负载电阻，是从6端的输出电压转变成电流作为输出电阻。3R 引入电压串联负反馈，电阻4R 引入电压并联正反馈。 由虚短：21V V = 由同相端虚断：
411i 44111i --/-/-V V V V R V V R V V =?=即：）（）（ （2-1）
由反向端虚断：
322p 33222p -/)(/-V V V V R V V R V V -=?-=即：）（ （2-2）
所以：
43p i --V V V V = （2-3）
由节点4V 的KCL 关系有：
0441243/-/-I R V V W V V =+）（）（ （2-4）
所以：
4412p i 0/R )(/)(V V W V V I -+-= （2-5）
再由于42R W <<，忽略4R 的电流，则2p i 0/)-(W V V I ≈
2.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
总电路图如图2-2所示：
图2-2电压/电流转换电路原理图
表2-1 元器件清单
名称 符号
规格
数量 电阻 4321,,,R R R R
Ω100k 4 电阻
Ωk 3
1 电阻 1R
Ω500
1 滑动变阻器 21,W W
Ω1k
2 运算放大器 LM741CN
1 导线
若干
表2-2 仪器仪表清单
名称 数量 直流稳压电源 1 数字万用表 1 电路板 1 电阻箱 1 电烙铁 1 电工钳
1
2.5 系统安装、调试与参数测量
2.5.1系统安装
（1）根据设计要求，画出实验电路图； （2）准备电烙铁，预热、摆放材料；
（3）根据电路图，布线、焊接（要注意防止发生虚焊、漏焊等情况）； （4）认真检查焊接是否正确（万用表检测2-3次所焊电路部分）；
（5）测试是否成功，并测量实验参数。
2.5.2系统调试
将电路板引出的连线与对应的仪表相连，接地导线与地相连，将两滑动变阻器调至中间位置，加输入电压信号。调节调零电阻，使得：
（1）稳定电压源调到0V ，调试电路板上的电位器使输出电流等于0mA ；
（2）稳定电压源调到5V，调试电路板上的电位器使输出电流等于5mA；
（3）稳定电压源调到10V，调试电路板上的电位器使输出电流等于10mA；
（4）稳定电压源的电压从0V调到10V然后记下对应的电流值。
2.5.3 参数测量
表2-3 数据记录表格
电压信号（伏）0 2 4 6 8 10
电流信号（毫安）0 2.04 4.02 6.00 8.02 10.06
理论电流信号（毫安）0 2 4 6 8 10
2.6 改进意见与收获体会
（1）改进意见：电路板上焊孔过小增加了焊接的难度，同时使焊点不是很牢固，会发生断路的现象；在同一个焊点的多根导线尽量同时焊接，焊接后检查是否有虚焊。导线过细使得导线在多次调试后产生金属疲劳而折断；电路板上的元器件在携带的时候容易损坏。电位器调节旋钮过小，调试不便。转换器的线性度较差，且在集成运放额定电压的条件下输出电流很难达到10mA。
（2）收获体会：加深了对集成运放的认识、理解及应用，同时提高了动手能力和逻辑思维能力，实践过程中知道了如何用万用表来检查电路是否断路和短路以及如何用万用表来测电路中的电流、电压以及电阻的值，并学会了如何使电压到电流的转换，以及对负载大小的选择，同时提高了对理论的理解和对实践的操作。
第3章声控式音乐彩灯控制器的制作与调试
3.1 设计任务
熟悉电路的各种元器件，充分了解并掌握参考电路图，并按设计要求写出设计和调试过程。通过压电陶瓷片感受外界的声音信号，并使电路的彩灯发光，设计出声控式音乐彩灯控制电路，通过声音的大小控制灯的亮度。
3.2 总体设计方案
为了设计声控式音乐彩灯控制器通过桥式整流电路、滤波电路和稳压电路使交流电转换成稳压直流电。然后利用压电陶瓷片的随音乐声波信号变化控制SCR 的电势构成音乐控制彩灯。
3.3 系统分析与设计
（1）由D1~D4组成桥式整流电路，将交流电压转换成脉冲直流电压，输出直流电压经电阻R1限流电容C滤波后转变为直流电压加到发光管LED两端，使发光管LED点亮发光。此时LED两端将得到1.6V左右的直流压降，作为控制回路VT的工作电压。
（2）由三级管VT和可控硅SCR构成控制回路，未加声音信号时，调整W阻值大小使VT集电极刚好处于饱和导通状态。此时VT集电极即可控硅SCR的控制端为低电位，SCR阻断，彩灯不亮。当外加声音信号时，经压电陶瓷片HTD拾取后，即输出相应电信号加到VT的基极和发射极之间，其信号负半周使VT的集电极电流减小，VT退出饱和导通状态而进入放大状态，这时集电极电位变高，SCR 控制端获得触发电压而导通，彩灯H点亮。
（3）彩灯能随HTD输出电信号即声波场强变化而闪烁，调节W可改变控制器的声控灵敏度。
3.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
图3-1 声控式音乐彩灯控制器电路原理图
表3-1 元器件清单
名称 符号
规格
数量 电阻 1R Ω3.9k
1 电阻 2R
Ω1k
1 电阻 3R ΩM 2
1 滑动变阻器 1W
Ω18k
1 电容 C 220μF 1 发光管 LED 1 三极管 VT C9013 1 可控硅 SCR
97A6 1 二极管 4321,,,D D D D
1N4001
4 灯泡 1 导线
若干
表3-2 仪器仪表清单
名称 数量 18V 交流电压源 1
数字万用表 1 电路板 1 电烙铁 1 电工钳
1
3.5 系统安装、调试与参数测量
3.5.1系统安装
（1）根据设计要求，画出实验电路图； （2）准备电烙铁，预热、摆放材料；
（3）根据电路图，布线、焊接（要注意防止发生虚焊、漏焊等情况）； （4）认真检查焊接是否正确（万用表检测2-3次所焊电路部分）； （5）测试是否成功，并测量实验参数。
3.5.2 系统调试
完成制作后，即可通电调试。
（1）接上18V 交流电后，LED 应发光指示。将电位器W 的阻值由大逐渐调小，当调到某一点时，彩灯H 会常亮不闪，此时可把W 往回调，即阻值稍大使彩灯H 刚好熄灭，此位置为声控灵敏度最高位置，加大W 灵敏度则逐渐减小.
（2）如果调小W, 彩灯H 始终不能点亮, 排除元器件故障和接线错误外, 则是由于VT 始终处于饱和导通状态, 故SCR 一直处于关断态。此时可换用β值稍小的管子或者增大电阻R3的阻值, 减小VT 的基极电流来解决；如果W 无论处于何位置, 彩灯H 总是常亮不闪, 这是由于VT 不能进入饱和导通状态, 集电极始终为高电位, 故SCR 一直开通。这时可换用β值大一些的管子来代换, 或将R3阻值减小。总之要求W 应有这样一个调节范围, W 调小到某一位置时, 灯会常亮不闪, W 调大则灯熄灭。
（3）使用时, 将控制器放置在音响设备喇叭附近, 调整 W ，就可以使彩灯随音乐节奏而闪烁。
3.5.3 参数测量
当电位器W 的阻值比较小时，彩灯常亮不闪。电位器阻值稍大时，灯泡熄灭，此位置灵敏度最高。加大电位器阻值灵敏度减小。
3.6 改进意见与收获体会
改进意见：LED 灯分流过多，导致灯泡电流不足，亮度小甚至不亮；31,R R 电阻过高，调低电阻能使灯泡亮度增强；要检查元器件是否损坏，是否能正常工作；
避免虚焊；焊点要接的导线较多。
收获体会：了解了可控硅SCR和压电陶瓷片的工作原理；如何制作声控式音乐彩灯控制器并能够调其灵敏度。懂得团队合作，虚心请教。
参考文献
[1]高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——模拟电子线路设计.北京：电子工业出版社，2013
[2]丁文霞，陆岷，刘安芝.电子技术基础实验与课程设计.北京：电子工业出版社，2005
[3]杨华中，汪慧，刘润生.《模拟集成电路设计》.北京：高等教育出版社，1996
[4]赵志杰.集成电路应用识图方法.北京：机械工业出版社，2004
[5] 彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社，1997
[6] 韩广兴.电子元器件与实用电路基础.北京：电子工业出版社，2005
基于89c51单片机控制的LED音乐彩灯控制器的设计 随着人们对房屋的装饰需要彩灯，在许多城市可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的 灯光色彩，便宜的造价以及简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建础物已经成为一种时尚。但目前市场上各种各样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现， 电路结构复杂、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性…… 本方案提出一种基于8951 单片机的彩灯控制方案，实现对LED 彩灯的控制。本方案以8951单片机作为主控核心，在主控模块上设有3个按键和8个LED显示灯，根据需要可以 编写若干种亮灯模式，利用其部定时器TO实现一个基本单位时间为1ms的定时中断，根据 各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、功耗低等优点。 2 系统功能 LED彩灯用软件控制硬件的方式来控制彩灯闪烁，即彩灯控制器和管LED模块。彩灯采 用8951提供+ 5V电压工作，经过电源变换，输出直流工作电压，一方面为管LED模块提供 + 5V工作电源，另一方面为主控模块单片机系统彩灯控制器提供5V工作电源。整个系统工 作由软件程序控制运行，根据需要用户可以在LED彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯时间和灯光闪动频率。 上电后系统经过初始化，查询是否有功能切换键按下：有，则进入设定模式状态；无，则进入默认工作状态。在设定模式状态下，可以根据个人爱好及不同场合的需要来指定调用哪种模式，并且可以改变每种模式的时间T1、频率F1参数，在工作状态下，LED彩灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序顺序调用往下走，开始工作，依次8个等亮完为 一个亮灯周期，然后再回主循环继续工作，同样如果想进入其它设定模式状态，只需按下功能切换键即可。整个3 种亮灯模式时间可以看作一个大周期T, 对于每一个模式编写一个独立工作子程序，其中设定了从左到右点亮LED,从右到左点亮LED,还有自己定义的LED点 亮方式。 因此在LED彩灯上电工作后，可以方便地通过主控模块上的显示器指定LED彩灯当前 工作模块，工作时间Ti ，频率Fi 等实时参数。若实际应用需要根据不同场合和时间来改变彩灯闪亮效果，可以通过主控模块上的按键来设定LED不同的闪烁频率Fi和亮灯时间Ti , 以便符合实际需要。此外如果对某一种模式感兴趣需要仔细观看该种亮灯模式, 可以让程序 循环。 硬件设计 LED彩灯系统包括，即LED彩灯控制器（8951主控模块），LED彩灯在8951外部接一个震荡时钟频率。用8951的控制器，具有按键、显示等功能，并利用8951的P0 口的8个输 出端上面焊有8个LED彩灯，使用彩灯在软件的控制下工作。 主控模块电路设计 主控模块电路如图1所示。主控模块主要设计器件有89C51, 8个LED显示器，3个开 关按键，1个稳压器（5V电压），1个外部晶振振荡器信号输出驱动，4个电阻。通过软件设 计，使单片机P0 口作为三色LED驱动信号输出口及移位时钟CLOCK!号，8951的P0为LED 的输出口。 软件设计 LED彩灯控制器最大特点在于所有亮灯模式均由软件控制完成。系统中软件可以分为主 程序和中断服务子程序。上电后在按键控制灯的闪烁方式, 通过软件来控制循环, 以一个单位实际1ms的TO定时为中断服务子程序。在这个1ms的TO定时基础上，可以根据需要来确定各种模式工作时间Ti，以及确定在各种亮灯点亮和熄灭各种状态LED灯等。整个系统软 件由程序、各种模式子程序、1ms中断服务子程序、调用循环程序组成。利用TO定时器作
前言 电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。它不但能巩固我们已所学的电子技术的理论知识，而且能提高我们的电子电路的设计水平，还能加强我们综合分析问题和解决问题的能力，进一步培养我们的实验技能和动手能力，启发我们的创新意识几创新思维。 现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它不仅能美化环境，渲染气氛，还可用于娱乐场所和电子玩具中，现以该课题为例进行分析与设计可编程的彩灯控制电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成等。 编者：周滨 2009年1月
目录 一、课题名称 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计要求 (1) 四、设计方案 (1) 五、基本原理框图 (4) 六、模块设计思想 (5) 七、所需元器件 (8) 八、实际操作 (9) 九、具体电路 (10) 十、电路图设计 (10) 十一、安装与调试 (10) 十二、存在的不足与新设想 (11) 十三、心得与体会 (11) 十四、参考资料 (13) 附件一 (13) 附件二 (14) 附件三 (14)
一、课题名称 可编程彩灯控制器 二、设计目的 电子课程设计是电类专业学生重要基础实践课是工科专业的必修课。经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使学生得到一次较全面的工程实践训练。理论联系实际，提高和培养创新能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。 学习电路的基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。完成指定的设计任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡；学会设计报告的撰写方法。 三、设计要求 1、设计脉冲产生电路、图形控制电路和存储电路； 2、用发光二极管行队列（1×16）作为显示电路，显示内容的动面感 要强； 3、能用按键切换不同的显示组合，至少有3个按键切换； 4、每种组合至少有3种变化，每种组合内图形能连续循环； 5、要有数码管显示当前是第几种组合（或是第几个按键）； 6、图形显示间隔（显示频率）至少有3种可选； 7、控制器可有2种控制方式： （1）规则变化：变化节拍有0.5秒和0.25秒，交替出现，每种节拍可有多种花样各执行1或2个周期后轮换；彩灯变化方向有单向移动和双向移动、跳跃移动等； （2）随机变化。变化花样相同，但节拍和花样的轮换随机出现。 四、设计方案 （一）设计思路 通过对硬件编程，将各种图形存储在EEPROM中，通过计数器控制各种图形的地址，再利用显示点阵显示出来。系统所显示的内容可反复循环，直至加电清零，便可以回到初始画面。
音乐彩灯控制电路 1、申请题目：音乐彩灯控制电路 采用4×4矩阵式键盘作为电子琴按键输入，用FPGA设计一个既可以区分不同音高和音阶进行乐曲的弹奏，又可以自动播放乐曲的音乐电路。同时，在播放音乐的同时，点阵板上的彩灯会随着不同的音乐、不同的音阶、音调而出先不同的花型变化。按键音符可以通过数码管显示出来。 2、项目规划： 音乐演奏电路，既有通过键盘自由弹奏，又可以播放内存乐曲（播放的乐曲由设计者自由编辑，以简谱二进制码方式存放在ROM的数据文件中）。 彩灯显示电路，在音乐播放的同时，根据音乐节拍的不同，16路彩灯进行各种花型的变化，彩灯的亮灭有多种不同的模式，可以根据八个拨码开关来进行设计，进行自由组合搭配。不同的音乐对应不同的彩灯模式，每种模式执行16拍后依次循环改变，当音乐停止时，彩灯的变化也停止。 设置启动、停止控制键，可以结束音乐的播放和彩灯变化。 设置选择音乐播放键，共存储了3首音乐，可以通过选择键进行选择播放具体不同的音乐。 设置了彩灯变化选择按钮，有普通彩灯和动感彩灯两种方式进行选择，可以通过按键进行选择。 设计采用音乐引入控制彩灯变化方式。用4×4矩阵式键盘作为按键输入，16×16的LED 点阵板作为彩灯输出。可以通过按键选择弹奏乐曲和播放乐曲两种模式。点阵板上彩灯的变化随着乐曲的不同而进行不同的变化。在播放过程中可以按键进行系统的停止和启动运行。同时也可以通过扬声器将音乐播放出来。 3、实现方案： 问题1：乐曲的发声原理 组成乐曲的2个基本要素是每个音符的发声频率值和它持续的时间，可以利用程序控制FPGA某个引脚输出一定频率的矩形波，便可以得到某个音符的音调，也可以再接上扬声器之后，就能发出相应频率的声音。同时，若能控制每个音符的持续时间，也就控制了乐曲的节奏，因此只需要控制输出到引脚的信号频率的高低以及每个信号持续的时间长短，即可实现乐曲的产生。 问题2：音符的获得方法和乐曲节奏的控制 所有不同的频率信号都可以从同一个系统基准频率分频而来，可以通过预置不同频率的音符信号，通过系统基准频率值计算得到分频系数，提供给之后的节奏使用。每个音符持续的时间是乐曲能连续播放的另一个要素。设全音符的持续时间为1s，则2分音符的持续时间为0.5s，4分音符的持续时间为0.25s。如果采用1MHz的频率作为系统基准频率，则
1. 引言 音乐彩灯控制器是用音乐信号控制多组颜色的灯泡,利用其亮度变化来反映音乐信号，一种将听信号转化为视信号的装置。该控制器具有渲染气氛的作用,增强人们欣赏能力。 2 设计任务与要求： 2.1任务： 1. 设计一种组合式彩灯控制电路，该电路由不同控制方法的彩灯所组成， 采用不同颜色的发光二极管作课题。 2.第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 3.第二按音律的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大， 且被点亮的数目增多。 4.第三路按音调高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点 亮；高音时，另一部分点亮。 2.2要求： 1、综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。 2、通过查阅手册和文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力。 3、熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。 4、学会电子电路的安装与调试技能。 5、进一步熟悉电子仪器的正确使用。 3 设计思路： 根据课题要求，可将控制器分为三部分来实现： （1）由于音乐的节奏是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此，可采用计数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号发生器，使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。（2）将声音信号变成电信号，经过放大、整流滤波，来点亮彩灯，以实现声音信号强弱的控制。 （3）采用高、低通有源滤波电路来实现高、低音对彩灯的控制。 4 设计原理：
如图2.1所示，控制器包括声、电转换和放大电路、时钟脉冲发生器、记数电路和控制电路等。它控制四路彩灯伴随乐曲而闪烁发光。 拾音话筒控制MIC将乐曲声响转变为电信号，经VT1~VT4加至四路模拟开关IC3（CD4066）。555和RP1、R1、R2、D1、C1等组成无稳态多谐振荡器 t(通)=0.693（RP1+R1）C1 t（放）=0.693R2C1 T=0.693（RP1+R1+R2）C1 图示参数的振荡周期T在0.5~5秒范围内变化。555的3脚输出加至IC2作为CP脉冲.IC2采用CMOS型十进制计数器/脉冲分配器CD4017，在时钟CP作用下，Q0（3脚），Q1（2脚），Q2（4脚），Q3（7脚），Q4（10脚）相继出现高电平脉冲，而Q4加至复位端R（15脚），使电路成为一个环形计数电路。Q0~Q3的初期依次将CD4066四模拟开关选通，使乐曲信号依次加至VT5，VT6，VT7，VT8，并依次导通，SCR1~SCR4依次触发导通，彩灯插座依次有电，彩灯顺序点亮，随着悠扬的音乐，彩灯闪烁生辉。 图2.1 音乐彩灯控制电路
摘要 电力电子技术产业作为当代高新技术尤其是信息技术产业与传统产业的接口，在国民经济中扮演着越来越重要的角色。此设计论述了彩灯的总体控制，彩灯将会随着音乐的节奏闪亮，大大的改善了人们的娱乐环境，人们将在音乐和灯光当中消除工作一天的疲惫，并且彩灯的控制不需要人为的操作控制，将会完全自动的运行，使人们感受到了娱乐场所的智能化，人性化。此设计采用了平时常用的集成电路，包括时钟电路、阶梯波电路、滤波器等等，将会很清晰的呈现出它的工作原理，它是电子技术的实例应用。关键词：电子技术音乐彩灯集成电路。II Abstract As the joint between the present hi-Tech industry especially the informationtechnology industry and tradition industry, power electronics industry has been playing amore and more important role in the country economy. Although this industry in Chinahas made some progress through developing more than 30 years, compared with thedeveloped countries the gap is still quite big. This industry can"t meet the demands of thecountry economy development in china. Constituting a series of systemic and scientificdeveloping strategy to speed this industry is the purpose of this paper. The importanteffects of this industry on country economy are discussed, the shaping and developingcondition of this industry is analyzed, and the advantages and disadvantages of thisindustry in China are pointed in this paper. On the basis of referring the advancedexperience of developed countries. keyword: electronic technique music illumination unicircuit
河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：节日音乐彩灯连
题目：节日音乐彩灯连 一、设计任务与要求 选取一种方法设计音乐彩灯控制器，要求该音乐彩灯控制器电路由三路不同控制方法的彩灯所组成，采用不同颜色的发光二极管作课题实验。 1．第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 2．第二路按音量的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且灯被点亮的数目增多。 3．第三路按音量高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分灯点亮。 二、方案设计与论证 1、设计思路 根据课题要求，可将控制器分为三部分来实现。 1．由于音乐的节奏是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此，可采用记数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号发生器，使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。2．将声音信号变成电信号，经过放大、整流滤波，来点亮彩灯，以实现声音信号强弱的控制。3．采用高、低通有源滤波电路来实现高、低音对彩灯的控制。 2、总体方案方框图
3、方案一：简单声控音乐彩灯控制器 图2低成本声控音乐彩灯 简单声控音乐彩灯控制器的电路如图2所示，R1、R2、D和C组成电阻降压半波整波电路，输出约3V的直流电供SCR的控制回路用。压电陶瓷片HTD担任声-电换能器，平时调W使BG集电极输出低电平，SCR关断，彩灯不亮。当HTD接收到声波信号后，BG集电极电平升高，SCR即开通，所以彩灯能随室内收音机播出的节目的音乐节奏而闪烁发光。W可用来调节声控灵敏度，W由大调小时，声控灵敏度愈高，但W过小时，电灯常亮，这时就失去声控作用，使用调试时，将W由大逐渐调小至某一阻值时，电灯即点亮，再将W退回少许（即稍微调大），电灯就熄灭，这时声控灵敏度最高，离HTD二三米远处普通谈话声就能使彩灯闪烁。如嫌灵敏度太高，只要将W调大些即可，电灯长亮不熄，表示BG的放大倍数β值过小，应更换β大些的三极管。电阻均为1/8W碳膜电阻。 方案二：音乐彩灯控制器 如附录所示为实用音乐彩灯控制电路。该控制器由声电转换和放大电路、时钟脉冲发生器、计数电路和控制电路等组成。拾音话筒MIC将声音信
课程设计说明书题目:音乐彩灯控制器 院（部）：理学院 专业班级：应用物理14-1 学号： 2014305070 学生姓名：王伟洲 指导教师：李学超
安徽理工大学课程设计（论文）任务书理学院（部）物理系
前言 随着现在社会的发展，人们生活水平的提高，人们对娱乐环境的要求越来越高，娱乐环境中的灯光控制，成了一个重要的部分。为此，特意设计了关于音乐彩灯的控制。本设计要求将输入音乐信号分为高,中,低三个频段,并且分别控制三种颜色的彩灯.每组彩灯的亮度随各自输入音乐信号大小分为八个等级.输入信号最大时,彩灯最亮.当输入信号的幅度小于10mv时,要求彩灯全亮。
第一部分:实验原理部分 (一).设计框图及电路系统概述 设计框图： 电路系统概述： 1．声音信号要分为三个频段，所以第一步要通过滤波器进行滤波，将音频信号按要求分为三个频段。 2．经过放大器把毫伏级的声音信号放大为与比较信号可比的信号。由于直流信号才可比较，所以在进入比较器前先进行整流。 3．同步脉冲通过简易的数模转换产生阶梯波，放大后的信号与其比较产生高低电平，再和同步脉冲相与产生个数不同的脉冲去触发三极管，由触发脉冲的个数决定彩灯的亮度。 4．如果音乐信号小于10mV，用比较器产生高电平使或门的输出总为高电平，产生的高电平与1HZ的脉冲信号进行与，从而使灯亮暗闪烁。 (二).实验电路结构与分块电路原理 由本实验设计要求可将试验电路基本分为七个组成部分,即 1．电压转换部分 2．语音信号的输入部分 3．基本信号的放大部分 4，滤波选频部分（核心） 5．幅度控制部分 6 .输出显示部分 7．10毫伏比较扩展部分 第三部分:各单元电路的设计方案及原理说明 下面分别从以上几个分块电路说明该彩灯控制器的设计原理与过程. 1.电源电路： 由于实验给出电源为220V交流电，而实验所需芯片的工作电压大致在5－12V，故需要首先设计一个电压转换部分，将220V的交流电转换成5V，12V，相当于一个直流稳压源，以供数字和模拟芯片正常工作。其转换电路如下所示：
单片机原理及接口技术 课程设计报告 单片机节日彩灯控制器设计彩灯控制器 姓 名： 学 号： 指导教师： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造其自动化 完成日期： 2014年6月27日
目录 第1章．绪论---------------------------------------------------- 1 1.1课题的国内外现状----------------------------------------- 1 1.2课题的发展趋势------------------------------------------- 1 1.3课题研究的主要内容------------------------------------- 1 第2章.节日彩灯控制器的设计-------------------------------------- 3 2.1设计目的 ------------------------------------------------- 3 2.2设计要求 ------------------------------------------------ 3 2.3总体方案设计与选择的论证 -------------------------------- 3 2.4核心芯片及主要功能介绍 ---------------------------------- 4 2.4.1 AT89S52芯片---------------------------------------- 4 2.4.2 74HC377芯片 --------------------------------------- 7 2.4.3 74HC138芯片 --------------------------------------- 7 2.5硬件设计 -------------------------------------------- 8 2.5.1 直流电源电路 ---------------------------------------- 8 2.5.2 按键电路 ------------------------------------------- 9 2.5.3 时钟复位电路 --------------------------------------- 9 2.5.4 LED显示电路---------------------------------------- 10 2.5.5 硬件调试 --------------------------------------------- 10 2.6软件设计------------------------------------------------- 10 第3章.总结----------------------------------------------------- 15 3.1 实验方案设计的可行性、有效性----------------------------- 15 3.2 设计内容的实用性----------------------------------------- 15 3.3 实习心得------------------------------------------------ 15 附录一：总体电路图---------------------------------------------- 19附录二：元器件清单----------------------------------------------20参考文献--------------------------------------------------------21致谢------------------------------------------------------------21
内江师范学院毕业论文 开题报告 论文题目：基于单片机音乐彩灯控制器的设计 学生姓名XX指导教师 XXX 二级学院工程学院专业名称电子信息工程班级09级2班学号 XXXX XXX年9 月9 日
毕业论文（设计）开题报告 论文题目基于单片机的音乐彩灯控制器的设计 一、选题的背景与意义（本研究的现状综述、理论价值与实际意义） 音乐彩灯是一种被普遍用于娱乐、酒店、饭店酒吧的一种电路装置，我们能在很多场合看到音乐彩灯的应用。 背景：在当今这个社会，音乐彩灯的发展非常广泛，各种娱乐场所，酒店，广场等都采用了彩灯烘托环境的美好。而音乐彩灯能在音乐的节奏下闪耀，更能给客人以全新的感觉。随着电子技术的发展，音乐彩灯有很高的发展前景。 意义：1、相比传统的中小规模集成电路和计算机控制，采用单片机来设计彩灯控制器具有体积小、功耗低、可靠性高、调节灵活等优点。 2、基于单片机的音乐彩灯的控制器有较强的抗干扰能力、低污染、低环境影响、不影响人体且适应性广等优点。对本课题的研究与设计，还能进一步提高自己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用； 二、研究的主要内容和预期目标（研究的框架，要求列到一级提纲） 研究的主要内容： 音乐彩灯控制器主要要求将音乐分成四个不同的频段，将彩灯分为四组，各组彩灯颜色不同，每组彩灯包含两个颜色相同的彩灯。彩灯和音乐的同步控制，用软硬件结合的方法来实现。设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，通过3个按键进行数据的输入，编程控制单片机进行音乐播放和彩灯闪烁，并通过小喇叭输出声音，通过LED彩灯和12864液晶屏输出显示。通过软件来控制音乐频率以及发光二级管该亮哪组，亮几盏。在控制彩灯的同时去控制扬声，这样能较好的达到音乐与彩灯的同步控制。 研究的框架： 1 系统的总体设计 2 系统的硬件设计 3 系统的软件设计 4 实验调试 5 设计心得 6 参考文献 7 致谢
音乐节奏彩灯控制器设计 本设计彩灯伴随音乐的节奏、大小、音调而变化的彩灯控制器。使彩灯在艺术上有了很大的提高，本文的主要内容有以下几点： 1、设计音乐信号放大电路。 2、555时基电路构成单稳态实现音乐大小控制彩灯。 3、555时基电路构成多谐电路实现音乐节奏控制彩灯。 4、设计滤波电路，实现音乐的音调控制彩灯。 第1章绪论 随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。特别使在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。但现在市面上的音乐彩灯只是按照一定的方式闪烁，让人们感觉到十分的粗糙无味，更没有声音那样用震撼力，音乐彩灯的出现让我们既有了听觉上的享受，更有了精神上的享受。但现在市面上的音乐彩灯只是按照音乐的一种方式闪烁，和音乐没多大关系，根本不能称为音乐彩灯。 本设计是一个音乐彩灯控制器，使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化，本电路的最大优点是可以实现音乐以三种方式控制彩灯的闪亮。实现了音乐大小、节奏、音调的控制。 设计任务与要求 （1）设计一个音乐声响与彩灯灯光相互组合的彩灯控制电路。 （2）有三路不同控制方法的彩灯，用不同颜色的LED表示。 （3）第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 （4）第二路按音乐大小（信号幅度大小）控制彩灯，音量大时，彩灯亮度加大，反之亦然。 （5）第三路按因调高低（信号频率高低）控制彩。
第2章音乐大小控制彩灯 2.1系统设计思路 音频在电信号中表现为多个正弦波叠加而形成。音乐的大小就表现为是演唱者的声音的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰和波谷，所以在他达到波峰时说明他的音量大。在波谷是音量就小，所就需要一个触发电路使他在音量大的时候就彩灯发光，音量小的时候灯灭。综合考虑：选择了NE555够成的单稳态电路，由于单稳态电路是低电平触发所以还需要一个反相放大器。 音乐的节奏往往是由乐队的鼓点来体现，实质上是具有一定时间间隔的脉冲信号。根据设计要求，彩灯要随着节奏闪亮，需要一个触发电路来检测脉冲信号并产生计数脉冲。根据要求选择了NE555构成的无稳态触发器，由于触发器的触发电压比音频信号的高就还需要一个放大电路，有触发信号后就还需要计数器和译码器来使彩灯闪亮。 音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升，所以应用滤波器滤出高频、低频。以方便驱动彩灯发光。 图2-1 总体框图 信号源经放大器放大后输出分别送往：（1）单稳态触发器，输出脉冲信号通过驱动电路来驱使彩灯发光；（2）多谐振荡器脉冲输出到计数器，计数脉冲通过计数和译码驱使彩灯发光；（3）送往高低通电路，取出所需要频段信号后驱动彩
设计题目：声控音乐彩灯 专业电气工程学院 班级 1008班 学号 10291246 学生姓名乔茜 指导教师叶晶晶 提交时间2012年6月29日
目录 一、概述 (2) 1.1目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 二、总结 (5) 3.1课程设计进行过程及步骤 (5) 3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的........ 错误！未定义书签。 3.3体会收获及建议 (7)
一、概述 1.1目的 我们都知道，人发出的声音信号中的电压信号是及其微弱的，只是在毫伏级别，而其频率信号一般在几十到几百赫兹，我们希望用声音信号来控制信号灯闪烁的频率，从而可以让大家直观得看到自己说话声音“音符”，如果加上音乐，那么彩灯便会随着音乐的跳动而闪烁出不同的频率。为了实现上述功能，我们首先要将微弱的声音信号放大，然后将声音信号进行降频，降到可以被肉眼分辨出的频率。因此，此电路可以分为三部分：一、电压信号两级放大部分二、频率信号降频部分三、彩灯显示部分 1.2课程设计的组成部分 一：电压信号两级放大部分 这部分我们先用一个电容滤去直流部分，然后通过一个三极管将电压进行第一级放大，再次电容滤去直波，再通过一个三极管放大。经过两次放大后，电压被放大了100倍，这样就将毫伏级别的电压放大到了级别为伏的电压信号，为下一步降频做准备。 以下是第一部分的仿真：
二：频率信号降频部分 电路主要是四个集成芯片CD4017构成。CD4017是十进制计数器/分频器，其内部由计数器及分频器两部分组成，由译码输出现实对脉冲的分配，整个输出时序就是Q0、Q1、Q2、Q3···、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽电平等于时钟周期。 CD4017有3个输入端（MR、CP0和CP1）,MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时，其输出Q0为高电平，其余输出端（Q1～Q9)均为地电平.CP0和CP1是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号有CP0端输入，若要下降沿来计数，则信号由CP1端输入。 CD4017有10个输出端（Q0～Q9)和1个进位输出端CO。每输入10个计数脉冲，C0就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号，输出端依此变为高电平。 在C1中将11与15相接，即输入端14每输入9个信号时发生一次清零，达到降频的目的。C2中将C1送来的信号分配开，并分在10个端子上得到顺序正脉冲，以达到降频、分频的目的。 第一个芯片进行的是第一次分频，接下来的三个芯片是并联接入状态，其14与第一个的3相连，并利用3,4,10,5,9五个端口进行输出。 以下是第二部分的仿真部分：
摘要 本设计彩灯伴随音乐的节奏、大小、音调而变化的彩灯控制器。使彩灯在艺术上有了很大的提高，本文的主要内容有以下几点： 1、设计音乐信号放大电路。 2、555时基电路构成单稳态实现音乐大小控制彩灯。 3、555时基电路构成多谐电路实现音乐节奏控制彩灯。 4、设计滤波电路，实现音乐的音调控制彩灯。 关键字：555 时基电路、音乐大小、节奏、音调。
目录 第一章绪论 (1) 第二章音乐大小控制彩灯 (2) 2.1系统设计思路 (2) 2.2 音乐大小控制彩灯的工作原理 (3) 2.3音乐大小控制彩灯的电路设计 (3) 2.3.1 电源电路设计 (3) 2.3.3 放大电路设计 (4) 2.3.2 音乐大小控制彩灯的电路图的设计实现 (6) 第三章音乐节奏控制彩灯 (8) 3.1 音乐节奏控制彩灯的工作原理. (8) 3.2 音乐节奏控制彩灯的电路设计 (8) 3.2.1 音乐节奏控制彩灯的主要参数计算 (8) 3.2.2 音乐节奏控制彩灯总电路实现 (10) 第四章音调高低控制彩灯 (12) 4.1 音调高低控制彩灯的工作原理 (12) 4.2 音调高低控制彩灯的电路设计 (12) 4.2.1音调高低控制彩灯的主要参数计算 (12) 4.2.2 音调高低控制彩灯的电路图 (14) 第五章实物的制作和调试 (15) 总结 (19) 参考文献 (21) 附录 (22)
第1章绪论 第1章绪论 随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。特别是在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。但现在市面上的音乐彩灯只是按照一定的方式闪烁，让人们感觉到十分的粗糙无味，更没有声音那样用震撼力，音乐彩灯的出现让我们既有了听觉上的享受，更有了精神上的享受。但现在市面上的音乐彩灯只是按照音乐的一种方式闪烁，和音乐没多大关系，根本不能称为音乐彩灯。 本设计是一个音乐彩灯控制器，使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化，本电路的最大优点是可以实现音乐以三种方式控制彩灯的闪亮。实现了音乐大小、节奏、音调的控制。 设计任务与要求 （1）设计一个音乐声响与彩灯灯光相互组合的彩灯控制电路。 （2）有三路不同控制方法的彩灯，用不同颜色的LED表示。 （3）第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 （4）第二路按音乐大小控制彩灯，音量大时，彩灯亮度加大，反之亦然。 （5）第三路按因调高低控制彩。
题目音乐彩灯控制器 摘要:设计了一个由音乐声响控制彩灯灯光效果的控制电路.该彩灯控制器有两路,分别由不同颜色的LED组成;驻极体话筒拾取语音信号经过运放放大以及电容耦合,RC滤波后去控制后续电路.第一路通过一组电压比较器对输入的信号进行比较达到点亮不同数目的LED的目的;音量大,彩灯被点亮的数目增多,音量低,彩灯被点亮数目减少;第二路分别通过一个高通滤波器和低通滤波器达到按音调高低控制彩灯的目的.低音时,某一部分亮;高音时,另一部分灯点亮. 关键词:音乐声响，电压比较器，滤波器,彩灯控制 １.系统设计 １.１设计要求 设计一个由音乐声响控制彩灯灯光效果的控制电路．有两路彩灯，分别有若干个不同颜色的ＬＥＤ组成；第一路按音量大小控制；第二路按音调高低控制彩灯． ２. 单元电路设计 ２.１电源电路设计 本电路对电压的稳定性,输出电流能要求都不高,所以用普通的全波整流滤波电路供电,电路图1所示;可以输出0~~18V电压. (元器件:4只整流二极管为1N4001(50V/1A),滤波电容为1000uF电解电容和2只消除高频干扰的0.1μF瓷片电容,1片LM137,电阻R(100和220),1个滑动变阻器) 图1 2.2声音---电平转换电路和电压比较电路 由电压输出的放大了的声音信号经过一组设置了不同参考电压的电压比较器,就能用相应的不同电压去控制LED的亮灭.当电压大于10mV小于20mV时,L4亮,其它灭;当电压大于20mV小于30mV时,L4,L3亮,其它灭;依此类推…… 运放选用运放LM358AH，电路图如图2所示，取R2=1.0KΩ，R5=330KΩ， R1=510KΩ，R3=10Ω，C2=10μF
目录 引言 (2) 1.设计意义与要求 (3) 1.1设计意义 (3) 1.2设计要求 (3) 2．方案设计 (4) 2.1 设计思路 (4) 2.2 方案设计 (5) 2．2.1 方案一 (5) 2.2.2方案二 (6) 2.3 方案比较 (7) 3. 部分电路设计（方案一） (8) 3.1芯片逻辑功能介绍 (8) 3.2脉冲信号电路 (14) 3.3 循环电路 (16) 3.4 选通电路图 (20) 3.4 显示电路 (21) 4、调试与检测 (22) 4.1 调试中故障与解决办法 (22) 4.2 调试与运行结果 (22) 仿真操作步骤及使用说明 (23) 5.1各部件说明： (23) 5.2操作说明： (23) 结束语 (24) 参考文献 (25) 附录音乐数字彩灯控制器电路图 (26)
引言 作为一位工科学生，特别是学自动化的学生，学习的不仅仅是专业知识，用科学知识来武装自己，更加注重的是思维模式，以及动手操作能力。随着社会的发展，自动化技术不断提高，我们所学习的自动化技术知识也将得到更广泛的应用。 数字电路技术是本次课程设计的基础，在完成了《数字电路基础》课程教学后，此次的课程设计是对基础知识的一个实践操作。在设计过程中，我们可以充分利用我们学过的基础知识，运用学过的芯片的功能，达到学以致用。 我们在此次课程设计中，我们所选的是“音乐数字彩灯控制器设计”，我们依照自己所学的基础知识，来弄清原理，画出电路图，然后仿真，已达到将自己所学的知识具体化。 通过课程设计，我们初步学习到将自己所学的专业知识运用到实际生活中，学会如何去发现问题，解决问题；知道如何去快速且集中去解决实际问题，高效率的去完成既定任务。同时，在此次课程设计中，也培养了我们的耐心细心以及恒心，锻炼我们的能力。
课程设计说明书 课程设计名称：数字电路课程设计 课程设计题目：四花样彩灯控制器 学院名称：信息工程学院 专业：通信工程班级： 1１０４2２学号: 11０4２215 姓名：陈粤龙 评分：教师： 20 13 年 9 月 23 日
数字电路课程设计任 务书 20 １2 －2０13 学年第 1 学期第１9 周- ２０ 周 题目四花样彩灯控制 内容及要求 (1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动 （2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动 （3）四亮四灭,从左向右移动 (4）从１~8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭 （5）四种花样自动变换. 进度安排 1. 布置任务、查阅资料、选择方案、领仪器设备:2天 2。仿真、画PCＢ线路图：2天 ３。领元器件、制作、焊接：3天 4．调试：２天?5. 验收：1天 6. 提交报告:201３－20１4学年第一学期2—3周 学生姓名：陈粤龙 指导时间:2周指导地点：E610 任务下达2013年 9月 2２日任务完成20１3 年 9 月2 ５日 考核方式1．评阅□２.答辩□3．实际操作□4．其它□ 指导教师系(部）主任 注：１、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份
备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结"、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要 彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理.本次设计的四花样彩灯控制器是其中较简单的,但这是进行复杂设计的基础。 本次课程设计要设计一个四花样彩灯控制器。首先要分析设计要求，从要实现四花样入手推导出要使用的芯片。可通过八位右移寄存器７4LS164实现八个彩灯的向右移动,从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。根据四种花样确定这四种码，可通过模十六计数器７４LS１61的输出端接与门74LS08和非门74LS0４产生。要实现彩灯的自动转换，把四种码输入四选一数据选择器74LS １５３的四个输入端,它的地址输入端接双Ｄ触发器7４LS74的两个输出端，74L Ｓ74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。时钟信号由两个5５5产生,一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LＳ1６１和八位右移寄存器74LＳ1６4,另一个产生周期为14.０1秒的脉冲控制双Ｄ触发器。当彩灯完成一种花样时，双Ｄ触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出,彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化. 经实验验证，所设计的四花样彩器能完成四花样变换，每一种花样循环两次，四种花样不断循环。 关键字：时钟脉冲分频自动转换控制器数据选择器
采用单片机编程来实现音乐彩灯的控制 1引言 随着人们对房屋的装饰需要彩灯，在许多城市可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，便宜的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，。。 本方案提出了一种基于8051单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以8051单片机作为主控核心，在主控模块上设有3个按键和8个码LED显示灯，根据需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为1 ms的定时中断，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。与普通LED彩灯相比，具有体积小、 价格低、低能耗等优点。 2系统功能 LED彩灯用软件控制硬件的方式来是彩灯闪烁，即彩灯控制器和管内LED板模块）。彩灯采用8051提供+5V电压工作，经过开关电源变换，输出直流工作电压，一方面为管内LED模块提供+5V工作电源，另一方面为主控模块单片机系统彩灯控制器提供5 V工作电源。整个系统工作由软件程序控制运行，根据需要，用户可以在LED彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯时间和灯光闪动频率。 上电后系统经过初始化，查询是否有功能切换键按下：有，则进入设定模式状态；无，则进入默认工作状态。在设定模式状态下，可以根据个人爱好及不同场合的需要来指定调用哪些模式，并且可以改变每种模式的时间T1、频率F1参数，在工作状态下，LED彩灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序顺序调用往下走，开始工作，依次8个等亮完为一个亮灯周期，然后再回主循环继续工作，同样如果想进入其它设定模式状态，只需按下功能切换键即可。整个3种亮灯模式时间可以看作一个大周期T，对于每一个模式编写一个独立工作子程序，其中设定了从左到右点亮LED，在从右到左点亮LED,还有自 己定义的LED点亮方式。 因此在LED彩灯上电工作后，可以方便地通过控模块上的显示器知道LED彩灯当前工作模式，工作时间Ti，频率Fi等实时参数。若实际应用需要根据不同场合和时间来改变彩灯闪亮效果，可以通过主控模块上的按键来设定LED不同的闪烁频率Fi和亮灯时间Ti，以便符合实际需要。此外如果对某一种模式感兴趣需要仔细观看该种亮灯模式，可以让程序循环 硬件设计 LED彩灯系统包括，即LED彩灯控制器（8051主控模块）LED彩灯管在8051外部接一个震荡时钟频率。用8051的控制模块，具有按键、显示等功能，并利用8051的P0口输出控制信号，利用P0口的8个输出端上面焊有8个LED彩灯，使得彩灯在软件的控制下工作。 主控模块电路设计
艺术彩灯控制系统设计 一．概述 1．1 艺术彩灯的设计背景及意义 彩灯是人们日常生活中的一种装饰用品，它美观大方，尤其在节日期间，倍增节日气氛。它蕴涵着丰富的文化底蕴，被广泛地应用于各种店面的装饰。变换无穷的彩灯样式，给城市增添活力，吸引着人们的注意力，深受人民的喜爱。在日常生活中，人们还将彩灯摆放成各种图案，增添美感。随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展。科学技术更加贴近人们的生活，向着满足人们需求的方向发展。节日彩灯的设计与制作工艺也一步一步的走向成熟。 1.2 系统设计功能概述 本设计是以AT89C51单片机为基础的音乐彩灯控制方案，来实现对LED彩灯的控制。以AT89C51单片机作为主控核心，通过汇编语言来控制单片机按下“开始”按键，8个LED灯从上到下开始循环点亮，按下“上”按键，灯由上向下流动，按下“下”按键，灯由下向上流动，按下“停止”按键，所有灯为暗。 二．彩灯设计容简要： 2.1彩灯设计任务： 以单片机为核心，设计一个节日音乐彩灯控制器。 2.2彩灯设计要求： P1.2----开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。P1.3----停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。P1.4----上，按此键则灯由上向下流动。P1.5----下，按此键则灯由下向上流动。 2.3彩灯总体控制框图：
3.2 AT89C51单片机硬件结构： AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的单片机芯片，它采用静态CMOS 工艺制造8位微处理器，最高工作频率位24MHZ。AT89C5外形及引脚排列如图所示： 管脚说明： RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。