音乐喷泉
第一章概述
水是有生命的，任何地方只要有了动态的水，它将变得活力四射，充满生机。广州（新）白云国际机场旅客过夜用房灯光音乐喷泉工程及各种水景，它将其它绿化景观，灯光等景观结合起来，充分利用喷泉水、光、声、色的综合效果使得整个景观在动态水的作用下活了起来，使其成为一个休憩、观景、交流的理想场所。
第二章总体规划设计
一、指导思想
广州（新）白云国际机场旅客过夜用房灯光音乐喷泉工程及其他水景的方案总体规划设计，遵循“技术上可行，经济上合理”的基本原则，采用国内先进的喷泉技术，依据喷泉工程的重要性，在水形设计上既场面壮观，突出主题，又辅以烘托，水形线条明朗，组合水形一般控制在1-3种单水形，高潮时才组合多种水形。
二、音乐喷泉主题思想
音乐喷泉能使声、光、水、色做同步协调的变化，经电脑编程，喷泉水形升腾变幻，摇摆旋转，如天仙起舞，阿娜多姿，加上绚丽多彩、五颜六色的灯光照明变化。艺术层次高，观赏效果好，层次分明，具有一定的智能表演功能的动态水景。通过电脑进行编程，把不同水形的组合、不同灯光的形色变化和水形高低或色调不同、节奏快慢变化的程序，其同步性和协调性是其它方式
设计说明
控制喷泉无法相比的。
三、总体设计
音乐喷泉水池设计地点位于广州（新）白云国际机场内，水池平面形状为圆形，直径为30米。
音乐喷泉水形管线系统的布置按照不同水形的寓意内容及各种水型的特点进行设计，喷泉管线为中心高喷、擎天玉柱、万向外抛、海市蜃楼、海鸥飞翔、三层礼花、八角玉柱、孔雀开屏、旋扭、喇叭晶莹、凤尾、万向同心等十二种水形组合，管线为圆、横、竖向排列，根据水池的特点把喷泉组合的分布成为有层次的各种单种水形，组合水形依次向内、向外形成组合。
上述管线系统主题水形有：中心高喷、擎天玉柱、万向外抛、海市蜃楼、海鸥飞翔、三层礼花、八角玉柱、孔雀开屏、旋扭、喇叭晶莹、凤尾、万向同心。
各管线系统配设不同颜色的水下彩色灯光，对于主题水形配设适合的数量彩灯，彩灯颜色有红、绿、黄、蓝等。
各种水型的变化形式控制方式：微电脑变频音乐控制方式.
第三章水形介绍
单种水形
1、中心高喷：中心高喷系统是中心主水形之一，喷水高度为10-15米左右，在
喷水时水注集中，粗壮高大，气势宏伟，在瞬间一根银白色的水柱拔地而起，瞬间直冲九霄，其场面壮观，令人赞叹，是该音乐喷泉的主题水形之一。
2、擎天玉柱：由中心直上和周边不同层次的可调直流喷嘴组成，喷水形成中心
水柱和两层向上喷射的直流状水柱。
3、万向外抛：喷水时水柱晶莹透明，随着音乐的变化线条明快流畅，各条水柱
由中央向周围喷射。几十个万向直流喷头组成气势庞大、优美壮观的喷水造型。
4、海市蜃楼：通过特制的喷头，在高压状态下，将整个水池和周边在雾的状
态下，云雾缥渺，白天在阳光的照耀下，有如彩虹出现，晚上在彩灯的照耀下犹如梦幻般奇妙。
5、海鸥飞翔：摇动的水形随着音乐的变化如海欧般的展翅飞翔。非常优美。
6、三层礼花：由中心直上和两层不同层次的可调直流喷嘴组成，喷水形成中心
水柱和两层向外辐射的抛物线状水柱。由于每个喷嘴角度可调，因而水姿调试造型灵活多变，好似礼花绽放。7、八角玉柱：4组线形水帘以水池中央为中心点均布于水池中，水形高低错落
有致，随着音乐的节奏舞动着，变化不断，非常美丽。
8、孔雀开屏：数十根水柱构成逐渐展开的水形形似孔雀开屏，共四组，可随音
乐节拍跳动，造型优美而富动感。
9、旋扭：旋转的水形在空中舞动着，非常漂亮，给人以视觉的美感。
10、喇叭晶莹：喷出水膜均匀，水声较小。无风时可形成完整的喇叭供给
形，水膜晶莹透亮。
11、凤尾水形：数十根水柱构成逐渐展开的水形形似孔雀开屏，共四组，
可随音乐节拍跳动，造型优美而富动感。
12、万向同心：喷水时水柱晶莹透明，线条明快流畅，各条水柱同向水形
中央，同心归一。几十个万向直流喷头组成气势庞大、优美壮观的高拱喷水造型。
第四章用电负荷及用水量
一、用电负荷
广州（新）白云国际机场旅客过夜用房灯光音乐喷泉工程总用电负荷为185KW，其中水泵用电负荷为158KW，水下彩灯用电负荷为23KW，单种水形最大用电负荷为45KW，其中水泵最大用电负荷为27.5KW，彩灯最大用电负荷为3.34KW，单水形平均用电负荷为18.3KW。在水泵用电负荷中，最大单台水泵为7.5KW，数量为2台，5.5KW水泵，数量为5台，3.0KW水泵，数量为18台，2.2KW
水泵，数量为5台，0.75KW水泵，数量为8台，总计水泵数量为48台。在水下彩灯用电负荷中，单盏最大为80W，共402盏。
二、用水量
音乐喷泉各种水景系统总用水量大约为800m3/h，设计单水形最大用水量大约为56m3/h，实际每次运行一分钟喷水量为4.5m3/次，设计组合水形最大用水量大约为350m3/h，平均用水量大约为 200m3/h。
音乐喷泉所有用水量均为循环用水。
第五章程控喷泉控制方式
本音乐喷泉采用幻彩声控控制系统，应用先进的微电脑技术和MTD及PLC系统对信号进行分析处理，实现对喷泉进行同步控制。喷泉在电脑指令下，随着编程信号不断地变换水型花样，作高低起伏、千姿百态的变化，结合专用水下彩灯的交替闪烁而形成一幅色彩斑斓的水景。乐景交融，产生令人心旷神怡、赏心悦目的水艺术效果。
第六章变压器容量的确定
由于音乐喷泉运行情况下的功率为185KW。
第七章主要材料及设备
（一）管线部份
本工程其有各种规格型号的喷头713个，水泵48台，管道系统46套，不锈钢管道总长度约为900米，PVC管道总长度约为300，米。各种类型控制阀713个。
（二）电气部分
水下彩灯402盏（规格为80W），彩灯电缆总长度5600m，泵电缆4000m，自动控制配电柜，音乐控制器，变频器等。配电房低压电器设备共计14台，音响柜机2台，音乐喷泉电脑控制系统1套，音响系统4套，音箱8台，配音系统1套，主控台1套。
第八章工程概算未包括内容
工程概算未包括以下内容：
1、配电房到水池的电缆沟槽；
2、土建、电源工程；
3、喷泉池到控制房电缆计算在30-50m以内。
毕业设计（论文） 题目基于PLC的音乐喷泉 控制系统设计 专业电气工程及其自动化 班级 11电气2班 学生张军（20113264 ） 指导教师李林 职称工程师 高科学院 2015 年
摘要 摘要 音乐喷泉是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物，它集合声、光、色、形于一体，并产生千变万化的水景。随着可编程控制器的迅速发展，音乐喷泉对控制系统的要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要用可编程控制器来实现。 本课题结合任务书的要求，以音乐喷泉为研究对象，采用三菱PLC作为喷泉的控制器。设计的控制方式有两种：一种是固定程序运行方式。是按事先设计好的步骤一步一步进行，循环执行。另一种控制方式是通过音乐控制喷泉。是通过PLC的中断程序采集播放音乐的音频信号，PLC对采集的音频信号进行标准化算法，将运算的数据转换成模拟量，通过模拟量输出口输出去控制变频器的输出频率，从而控制水泵转速，达到控制喷泉水柱的高低跟随音乐强弱的变化。 本次设计对音乐喷泉控制系统的总体功能进行了分析，并且对可编程控制技术、变频控制技术的应用、发展趋势作了简要介绍，以及音乐喷泉控制总体设计方案、电气系统的整体设计和PLC程序设计思路、变频参数设置。本次设计改善了音乐喷泉系统的控制品质，提高了音乐喷泉控制系统的稳定性。 关键词：音乐喷泉，控制系统，可编程控制器，变频器
ABSTRACT ABSTRACT In recent years, music fountain is the emergence of a garden building combined with a fancy watch a product, its collection of sound, light, color, shape, and generates kaleidoscope waterscape. Along with the rapid development of the programmable controller, music fountain is becoming more and higher to the requirement of control system; make more and more need to use PLC to realize control part. This topic combined with the requirements of the specification, with music fountain as the research object; adopt Mitsubishi PLC as the controller of the fountain model. Design of the control method has two kinds: one is fixed program operation mode. According to design a good steps in advance step by step, execution cycles. Another way of control is through the music fountain control. By PLC interrupt program audio signal collection and play music, audio signal of PLC to standardize algorithm, the algorithm of data into analog and output by analog output to control the output frequency of frequency converter, so as to control water pump speed, to control the fountain water column height to follow music strength changes. The design of music fountain control system's overall function is analyzed, and the programmable control technology, the application of variable frequency control technology, the development trends are briefly introduced, as well as the music fountain control overall design, the overall design of the electric system and PLC program design and parameter setting of inverter. This design improves the music fountain system control quality; improve the stability of music fountain control system. KEY WORDS: Musical fountain，Control system，PLC，frequency
音乐喷泉控制器的设计 目录 摘要 0 引言 (1) 第一章总体设计方案 (2) §1.1 音乐喷泉控制系统整体设计 (2) §1.2 方案比较 (2) §1.3 系统框图 (3) 第二章硬件电路的设计 (4) §2.1 电源电路 (4) §2.2 单片机控制电路设计 (4) §2.3 输入、出电路的设计 (5) 第三章软件程序流程图 (6) §3.1 系统整体流程图 (6) §3.2 喷池数据 (7) 第四章调试过程和调试方法 (8) §4.1 硬件调试 (8) §4.2 软件调试 (8) 第五章总结与展望 (9) 参考文献 (9) 附录 (10) 摘要 音乐喷泉控制器是音乐喷泉的核心部分。在音乐喷泉中，喷头的多姿造型和缤纷的水下灯光都受喷泉控制器的控制。由于不同的喷泉对水泵和彩灯组数的要求各不相同，因此可以设计一种简单、通用、组数可灵活扩充的喷泉控制器。本喷泉控制器采用全数字集成电路设计，可以灵活改变水泵和彩灯的组数。
本课题利用单片机作为控制核心，设计出了一种控制简单，成本较低且易于推广使用小型音乐喷泉的控制系统。系统原理：是用单片机根据音乐的强弱对电机，水泵或阀门进行控制，以便控制喷泉水柱的高低。输入为音乐成正比的电压信号，输出为对水泵转速或阀门的控制量。 关键词：单片机，音乐喷泉，控制器 The musical fountain controller Abstract The musical fountain controller is the musical fountain heart. In the musical fountain, the nozzle varied modeling and the riotous submarine light all receive the eruptive fountain controller the control. Is various as a result of the different eruptive fountain to the water pump and the color lamp bank number request, therefore designs the eruptive fountain controller which one kind simple, general, the group number may expand nimbly to become an eruptive fountain designer's topic. This eruptive fountain controller uses the entire digital circuit design, may change the water pump and the colored lantern group number nimbly. This topic research using single chip microcomputer as control core, devised a simple control, low costAnd easy to popularize the use of small music fountain control system. System according to the principle: is the music with single-chip computerStrength of the motor control, water pump and valve, in order to control the discretion of the water fountain. Input for music intoDirect voltage signal output is on the pump rotation speed, the control quantity or valve. Key Words：microcontroller,usic fountain,controller 引言 德国发明家奥图皮士特先生在1930年提出喷泉的相关理论，随后他在百货商店和餐馆前建造小型的喷泉。经过多年来的发展，音乐喷泉的设计变的多样化，构造变得复杂化。在1952年的夏天，在西柏林的工业展览中，一个美国人看到了奥图皮士特先生音乐喷泉的表演，并把它带回纽约。1953年1月15日音乐喷泉在美国首次表演，表演期间超过150万人观看。在音乐喷泉走向全世界的同时，各种新技术也不断地运用在音乐喷泉上，使其表演变得复杂和美丽，给人们带来无限的乐趣，提高了人们的生活质量。
目录 第一章、绪论 (1) 1.1、本课题研究的意义 (1) 1.2、单片机的特点及应用 (1) 1.3、本课题研究的现状 (3) 1.4、音乐喷泉在诸多领域的应用 (3) 1.5、本课题的基本容 (3) 第二章、总体设计方案 (4) 2.1、音乐喷泉控制系统整体设计 (4) 2.2、方案比较 (4) 2.3、系统框图 (4) 第三章、硬件电路的设计 (7) 3.1、电源电路 (7) 3.2、单片机控制电路设计 (7) 3.3、输入、出电路的设计 (9) 第四章、软件程序流程图 (11) 4.1、系统整体流程图 (12) 4.2、喷池数据 (12) 第五章、调试过程和调试方法 (14) 5.1、硬件调试 (14) 5.2、软件调试 (14) 结论 (15) 致 (16) 参考文献 (17)
第一章绪论 1.1本课题的研究意义 音乐喷泉系统设计采用单片机为控制核心有较好的经济效益。因为单片机的特点是体积小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易等。 1.2单片机的特点及应用 单片机的特点是控制性能和可靠性高，体积小、价格低、易于产品化。由于单片机具有良好的控制性能和灵活的嵌入品质，近年来在智能仪表、机电一体化产品、实时工业控制家用电器等各个领域都获得了极其广泛的应用 1.2.1 什么是单片机 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、存、部和外部总线系统。单片机是将中央处理器，随机存储器。只读存储器，定时器芯片和I/O接口电路集成于一个芯片上的微控制器。 单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控
基于单片机的音乐喷泉设计 第一章音乐喷泉控制系统硬件设计 1.1控制系统硬件总设计方案 1.2音乐信号的采集 1.2.1 音频放大电路的设计 1.2.2 采样定理 1.3 单片机电路 1.3.1 单片机的概述 1.3.2 时钟电路的设计 1.4 AD转换电路 1.4.1 ADC0809与单片机AT89C51的连接 1.4.2输入电路 1.5潜水泵调速硬件方案设计 1.6灯光硬件方案设计 1.7解决系统时间滞后硬件电路设计. 第二章喷泉控制系统软件设计 2.1喷池数据 2.2主程序框图. 2.3 控制潜水泵软件设计模块 2.3.1 潜水泵开关调速的原理 2.3.2潜水泵开关调速的软件设计 2.4控制电磁阀软件设计模块 2.5 歌曲存储模块 2.5.1音频脉冲的产生 2.5.2音乐程序 2.6灯光控制模块 2.7看门狗子程序 2.7实验仿真
第一章音乐喷泉控制系统硬件设计 1.1 控制系统硬件总体设计方案 该音乐喷泉控制系统的总体结构如图2.1所示，由音乐输入系统、数模转换系统、单片机控制系统和输出控制系统等组成。 图1.1 系统总体结构框图 1.2音乐信号的采集 前面已经介绍过，本文的研究针对的是采用外部音源的喷泉系统，因此在对音乐信号进行特征识别前首先要完成对模拟音乐信号的采集。音乐信号的采集主 要包括音频放大和 A/D 转换两个过程，下面分别进行分析。 1.2.1 音频放大电路的设计 外部音源信号的幅度一般较弱，因此必须要对原信号进行放大处理后才能送入 A/D 转换器。本文选择了 LM386 芯片设计音频放大电路。LM386 是美国国家半导体公司（NS）推出的系列功率放大集成电路的一种，LM386 具有功耗低、工 作电压范围宽、所需外围元件少等特点，在电子设备的音频放大电路设计中应 用非常广泛，它使用了 10 只晶体管构成了输入级、电压增益和电流驱动级。 其中 T1~T6 组成 PNP 型复合差分放大器，T5、T6 为镜像恒流源，作为 T3、 T4 的有 6/32 源负载，使输入级有稳定的增益。电压增益级由接成共发射极状态的 T7 承担，其负载也使用了恒流源，整个集成功放的开环增益主要由该级决定。T8、T9 复合为一个 PNP 管，和 T10 共同组成互补对称射极输出电路，以供给负载以足 够的电流。D1、D2 提供了 T8、T9、T10 所需的偏置，使末级偏置在甲乙类状态。R5~R7 构成内部反馈环路。从图 3.2.1 可以看出，LM386 采用双列 8 脚 封装结构，它的工作电压范围为 4~12V，静态电流 4mA，最大输出功率 660mW，最大电压增益 46dB，增益带宽 300kHz，谐波失真 0.2%。 图1.2.1 LM386 封装形式及引脚定义 在 LM386 的 DataSheet 上，提供了两种典型放大电路的设计方案。一种是在LM386 的 1 脚和 8 脚之间不接其他元件，此时放大电路的增益仅由内部电 阻 R5~R7决定，为 20 倍数（26dB），这种方式外部电路元件最少，也最为经济。另一种通 过在 1 脚和 8 脚之间串接不同的阻容元件，改变放大电路的交流反馈量，从 而改变放大电路的闭环增益。音乐信号的放大采集如图 2.2.2 所示。外部音源（声卡、CD 机等）的模拟音乐信号分左、右声道分别进入放大电路，经过信号放大后，得到幅值放大后的音频信号。从图 3.2.2 可以看出放大电路的具体设计。在 LM386 的 1 脚和 8 脚之间串接一个 10 微法的电容 C4，使内部电 阻 R6 被交流旁路，放大电路的增益能达到最大值，200 倍数（46dB）。再对 音频放大电路的外围电路进行设计，电路中电容 C1、C6 作为隔直电容，电位 器 P1 用于调节音量的大小，元件 R2、C5 有助于旁路高频噪音和改善输出的 音质。电容 C3 作为去耦电容，一方面是本集成电路的蓄能电容，另一方面旁 路掉该器件的高频噪声。电容 C2 则是作为旁路电容，将信号的中高频噪音旁 路到地。经过放大电路的音频信号就送入 A/D 转换器进行采样，这里 A/D转
园林音乐喷泉项目设计方案 第一章喷泉概述 喷泉是园林、城市街道广场和公共建筑等的装饰品之一。喷泉对城市环境有多种价值，不仅能湿润周围购空气、清除尘埃，而且由于喷泉喷射U1的细小水珠与空气分子掩击，能产生出大量对人体有益的负氧离子。据对菜喷泉周围lIl定，喷水前空气中负氧离子的浓度为300个／毫升，正离子浓度为500个／毫九而喷水寸．A钟后，负氧离子浓度增加到300000个／毫升，正离子浓度增加到50000个／毫升。空气离子，尤其是负氧离子对人们的健康有良好的作用，被誉为“空气长寿素”。喷泉阅娜多姿的造型，欢快跳动的水花，还能使人振奋精执陶冶情愫，美化环境。因此，喷泉既有益于提高城市的文化艺术面貌，给人以美的享色又有益于环境保护，增进人的身心健康。 随着城市现代化，文明生产及园林、旅游等事业的发展，喷泉越来越受到人们的喜玖喷泉技术也在不断地发展，各式各样的喷泉正在各地竞相出现。它比较适宜于喜庆节日、大型群众集会的广场喷泉和城市主题雕塑喷泉，其水造型往往是简捷、明快、庄重、大方，给予人们团结进取、凝聚向上的感受在商业广场、购物中心以及游泳景点的大型激光彩色音乐喷泉，其动感十足的“水表演”，既欢快、跳跃，又抒情、富有诗意的“水舞蹈”，有些喷泉配之以水幕电影，给人们以变幻无穷，绚丽多姿的视听效果。河、湖自然水面上喷水高度超过百米的高水柱喷泉，其雄伟、壮观的水造型往往成为这个城市或旅游景点的特征之一。喷泉进入了住宅小区，多与建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人们喜爱的幽静、典雅的风格，也有适于儿童嬉水，趣味十足的形式。松驰、舒适的环境氛围给人们愉悦的感受。 水是生命的核心，对于人类生存而言，水是最重要的因素之一，水不仅能够满足人们 基本生活的需求，而且还能提高人们身心的舒适度，由于人们对于水的依赖和亲近，从人类活动开始，人们就依水而居，从古代的城镇发展开始，人们就不断地开发水的造景功能、娱乐功能和环保功能，喷泉作为城镇建设和园林造景的一部分，是满足人们文化需求和精神需求的产品和作品。查询古今中外的建筑史，园林史，其中有许多精美的喷泉成为城市或建筑的象征，这些传世佳作保留至今，它们是美化城市的神来之笔，在美化城市、美化环境中起到了画龙点睛的作用。陶冶和启迪着后人，为今天的喷泉的发展奠定了基础。 1.1音乐喷泉的意义 近年来，水景的应用技术发展很快，许多技术已大量应用于实践中，水艺景观已逐渐形成相对独立的工程分支，但在工程设计实践中系统的指导理论尚不完善。 水艺景观概括来说可以分为两大类： 一是利用地势或土建结构，仿照天然水景观而成。如溪流、瀑布、人工湖、养鱼池、泉涌、跌水等，这些在我国传统园林中的有较多应用。 二是完全依靠喷泉设备造景。各种各样的喷泉如音乐喷泉、程序控制喷泉、旱地喷泉、雾化喷泉等。这类水景是近年来才在建筑领域广泛应用的，但其发展速度很快。 各种水景工程，一般由以下几个方面构成：土建池体、管道阀门系统、动力水泵系统、灯光照明系统等。较大的水体或对水质观感要求较高的场所，还必须有水质处理系统。 随着人们对喷泉的造景功能、娱乐功能、环保功能认识的提高，开拓了喷泉的应用范围。
音乐喷泉 第一章概述 水是有生命的，任何地方只要有了动态的水，它将变得活力四射，充满生机。广州（新）白云国际机场旅客过夜用房灯光音乐喷泉工程及各种水景，它将其它绿化景观，灯光等景观结合起来，充分利用喷泉水、光、声、色的综合效果使得整个景观在动态水的作用下活了起来，使其成为一个休憩、观景、交流的理想场所。 第二章总体规划设计 一、指导思想 广州（新）白云国际机场旅客过夜用房灯光音乐喷泉工程及其他水景的方案总体规划设计，遵循“技术上可行，经济上合理”的基本原则，采用国内先进的喷泉技术，依据喷泉工程的重要性，在水形设计上既场面壮观，突出主题，又辅以烘托，水形线条明朗，组合水形一般控制在1-3种单水形，高潮时才组合多种水形。 二、音乐喷泉主题思想 音乐喷泉能使声、光、水、色做同步协调的变化，经电脑编程，喷泉水形升腾变幻，摇摆旋转，如天仙起舞，阿娜多姿，加上绚丽多彩、五颜六色的灯光照明变化。艺术层次高，观赏效果好，层次分明，具有一定的智能表演功能的动态水景。通过电脑进行编程，把不同水形的组合、不同灯光的形色变化和水形高低或色调不同、节奏快慢变化的程序，其同步性和协调性是其它方式 设计说明 控制喷泉无法相比的。 三、总体设计 音乐喷泉水池设计地点位于广州（新）白云国际机场内，水池平面形状为圆形，直径为30米。 音乐喷泉水形管线系统的布置按照不同水形的寓意内容及各种水型的特点进行设计，喷泉管线为中心高喷、擎天玉柱、万向外抛、海市蜃楼、海鸥飞翔、三层礼花、八角玉柱、孔雀开屏、旋扭、喇叭晶莹、凤尾、万向同心等十二种水形组合，管线为圆、横、竖向排列，根据水池的特点把喷泉组合的分布成为有层次的各种单种水形，组合水形依次向内、向外形成组合。 上述管线系统主题水形有：中心高喷、擎天玉柱、万向外抛、海市蜃楼、海鸥飞翔、三层礼花、八角玉柱、孔雀开屏、旋扭、喇叭晶莹、凤尾、万向同心。 各管线系统配设不同颜色的水下彩色灯光，对于主题水形配设适合的数量彩灯，彩灯颜色有红、绿、黄、蓝等。
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：
目录 一、设计任务和分析 -------------------------------------------------------- 1 二、硬件电路设计 ---------------------------------------------------------- 1 2.1总体设计------------------------------------------------------------ 1 2.2各模块设计---------------------------------------------------------- 2 2.2.1单片机最小系统------------------------------------------------ 2 2.2.2 A/D转换模块------------------------------------------------- 3 2.2.3 音频放大模块-------------------------------------------------- 3 2.2.4 LED灯及电机------------------------------------------------- 4 三、程序设计-------------------------------------------------------------- 5 3.1主程序设计---------------------------------------------------------- 5 3.1.1设计框图------------------------------------------------------ 5 3.1.2程序代码------------------------------------------------------ 5 3.2 A/D转换程序设计--------------------------------------------------- 6 3.2.1 A/D转换程序原理--------------------------------------------- 6 3.2.2 A/D转换程序框图--------------------------------------------- 7 3.2.3 A/D转换子程序代码------------------------------------------- 8 3.3 PWM调压设计------------------------------------------------------- 9 3.3.1 程序框图 ---------------------------------------------------- 9 3.3.2 PWM调压子程序----------------------------------------------- 9 四、调试和测试结果分析 --------------------------------------------------- 11 4.1调试--------------------------------------------------------------- 11 4.2 结果分析 ---------------------------------------------------------- 12
音乐喷泉水形设计介绍 音乐喷泉水形设计有哪些？音乐喷泉跟着音乐的变化展现各种不一样的姿态，音乐喷泉的水型千变万化，下面由四川畅顺通喷泉工程有限公司介绍对比多见的景观园林喷泉流形。 1、基地主喷 主喷坐落喷泉流池的基地方位，是喷泉中喷水高度最高的水型，雄壮的水柱拔地而起，刹那间升到空中，标志着中华儿女英勇联合、奋发向上。 2、众志成城 在喷泉池外围用可调直流组合成圆形内抛状，喷头调成抛物线状向基地喷水。如含苞待放的花蕾，本喷泉在水型规划上思考了喷水外型明快、简洁。标志着广大公民群众紧紧围绕党中央的周围，众志成城，严密联合，齐心协力，一起发明光辉的夸姣未来。 3、外拱
外拱在变频器的操控下，此伏彼起，似连绵不绝的波澜，配上乐曲，给欣赏着柔美的感受，标志吉祥的氛围。 4、数控跑泉 跑泉流形使用电子数字技能处理，预先编程，配用高速电磁阀，在进口原装电驱动元件作用下，喷泉逐一喷水，使该喷泉全体上构成向特定方向移动的跑动作用，似一阵阵波澜涌过，一波盛于一波，同时配以变幻的水下灯火，给夜色中的湖面增添了一抹漂亮、神秘的颜色。人的视觉与之同步，给人一种动态美感。此时，远处眺望如山泉四溢，烟波浩淼、碧波万顷，秀奇而又绚丽。用此喷泉来寓意劳动公民联合一心的凝聚力。在党中央的正确指引下，正进行着独具匠心的接力赛，你追我赶，奋勇直前，永不暂停。 5、大鹏展翅 用精灵般的摇动，带来搏击长空，强健豪放的新鲜形象，无穷的羽翼腾娜舒展，大开大阖，犹如全国公民在党和政府领导下奋勇当先，朝气蓬勃的簇新气候。 6、轻歌曼舞 喝彩摇晃水姿轻盈优美，喷水时在水下摇晃机组的股动下，如风拂垂柳，令人心旷神怡。晚间在彩灯的烘托下更加光彩夺目，它的动姿引人入胜。咱们用喝彩摇晃讴歌党，讴歌公民。 7、百变兰花 百变喷泉流形独特，喷水时而如一柱冲天，时而如巨形喇叭花怒放，丰满庞大的水色景象集光、水一体，水乳相融，互相生辉。其喷头之间互相严密协作，联合向上的感受情不自禁；晚间在五颜六色灯火的衬托下更显出氛围的厚重，给人留下深深的回味。它是喷泉外型中的一种新式产物，也是喷泉规划者的智慧结
湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 本科毕业设计（论文）开题报告 31
题目：基于单片机的音乐喷泉设计 1.1单片机应用于控制系统的研究背景 早期时候，人们通过继电器来实现对系统的控制，成而形成了对系统的控制。在单片机出现后，单片机应用于小型或者是中小型控制系统已经成为了主流，随着科学技术和科学理论的不断创新和发展，单片机的控制理论不断成熟。单片机的发展能也逐渐朝着高集成、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O 功能等方向发展。随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面。其中单片机也应用到了美化环境系统中，比如说彩灯显示，喷泉。 本次毕业设计我将以8位单片机AT89C51为主机，以及各先关的元器件，来完成对音乐喷泉控制系统设计。 1.2研究意义： 音乐喷泉是近几年来出现的喷泉水景与音乐欣赏相结合的产物，它的出现改变了喷泉艺术单调不变的局面。在音乐的伴随下喷泉的高度、灯光的色彩以及喷泉造型等随着音乐变化而变化，忽而气势磅礴，犹如万马齐奔，忽而悠然舒缓，犹如春风抚过杨柳，使观众陶醉于音乐与水型的完美结合中。目前，音乐喷泉出现了各种表现形式，比如大型广场喷泉、激光喷泉、水幕电影、超高喷泉、人工瀑布等。由于音乐喷泉作为一种独特的人工景观，具有很大的观赏价值，国内各大城市或在广场或在公园都有它的身影。可以说，音乐喷泉己经成为一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益。为了适应喷泉工程建设的需要，国内出现了众多的喷泉设备厂和喷泉设计专业公司。音乐喷泉作为一种独特的人工景观，获得了广大人民的喜爱，不仅使得人们在视觉上得到了享受，而且在音乐背景下，能够激励我们的心智。目前音乐喷泉已经成为一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益，研究和设计高水平的音乐喷泉控制技术是非常重要的 1.3音乐喷泉国内外发展形势 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。音乐喷泉的起源于1930年，
上海日清水景
水景设计要点 1.总体造型设计总体造型设计应先分析环境氛围的基本要求，再分析各种水景形式，分列不同的组合方案，绘制效果图，从中选优。 水景形态有静水、流水、落水、喷水等几种这几种形态又可衍生出多姿多彩的变化形式，不同的景观形式适合不同的应用场景。比如音乐喷泉一般适用广场等集会场所。它是以音乐、水形、灯光的有机组合来给人以视觉和听觉上的美感；同时喷泉与广场又融为一体，形成了建筑的一部分。而住宅区的楼宇间更适合设计溪流环绕，以体现静谧悠然的氛围，给人以平缓、松驰的视觉享受，从而营造宜人的生活休息空间。 2．喷泉设计中喷头的选择在水景中广泛使用各种类型的喷头，以生成形态各异的水形。水景观工程对喷头的最大要求是水形美观，射流平滑稳定。在实际使用中，应注意各种喷头的特性。一般水膜喷头的抗风性较差，不宜在室外有风的场合使用；而射吸式喷头如雪松或涌泉对水位变化较为敏感，使用时不但要注意水位变化，还要在池体设计上有相应的抑制波浪的措施。如设置较长的溢流堰或水下挡浪墙。但是，也有利于波浪共振这一水力现象建成脉动喷泉的，由规律的波浪涌动使水流喷射有规律地跳跃、高低变化。目前也有许多高技术喷泉设备，也可以用于水艺景观中。光亮泉和跳泉的射流非常光滑稳定，外观如同玻璃棒一样，可以准确落在受水孔中；跳泉可以计算机控制下，生成可变化长度的水射流；跳球喷泉可以喷出大小可控的光滑水球。它们都极具趣味性，令人过目难忘。大型音乐喷泉中所使用的各种高技术喷头和水下运型音乐喷泉中所使用的各种高技术喷头和水下运动机械及控制部件，也是种类繁多，可供广泛选择。 土建池体设计一般常见的景观水池深度均为0.6~0.8m，这样作法的原因是要保证吸水口的淹没深度，并且池底为一整体的平面，也便于池内管路设备的安装施工和维护。只有在为体现亲水特点的浅蝶形池体设计时，才采用吸水坑或泵坑。 0.6~0.8m的水深实际上存在着较大的不安全性。同样，在儿童戏水池设计中，一般采用的深度为0.3~0.6m左右，一旦幼儿落入景观池中的将是十分危险的。
中外音乐喷泉介绍 ----北京中科鸿正技术开发有限公司随着音乐节奏的变换，水形通过后期编程为人们增添了一些视觉与听觉的双重感受，夜晚再配合灯光的加入，美丽画卷呈现在人们眼前，下面介绍一些中外比较知名的音乐喷泉供大家欣赏： 1、迪拜音乐喷泉由美国Bellagio喷泉的制造商WET公司设计的，总投资2.18亿美元，总长度为275米，最高可以喷到150米，相当与一栋50层楼的高度。据报道迪拜音乐喷泉的灯光可以在20英里的内任何一个地方看到，让它成为中东地区最亮的焦点。 2、杭州钱江新城大型音乐喷泉位于杭州大剧院与洲际酒店之间，由北京中科鸿正技术开发有限公司一手打造，此主题以水为载体，以科技为手段，迎接G20峰会的召开，有上善之水随音乐翩翩起舞，迎接远道嘉宾之寓意。 3、拉斯维加斯是世界闻名的赌城、娱乐城，对搏彩不感兴趣的人，可以在拉斯维加斯寻找其他休闲方式，譬如在百乐宫大赌场前面的人造湖畔散步，就可以欣赏到美丽的音乐喷泉表演，其独有的华美、浪漫和气势是很令人着迷的。
4、位于海口市大英山省政府前的日月广场音乐喷泉采用旱池水秀的方式，运用最新多媒体技术，将声、光、电、水与激光等特效相结合，营造如梦似幻的水景意境。 5、鸳鸯湖大型激光音乐喷泉表演建在广东省阳江市鸳鸯湖水域。水景景观主观赏面位于北 侧，视野开阔，喷泉距离岸边130米左右，水景规模120米×15米，主喷高68米。整体 布局呈“S”型，尽显鸳鸯的美丽风姿。主表演区两侧呈两个圆形布局，可形成水舞鸳鸯湖， 秀色甲天下的动态效果，中部设计有两套大鹏展翅、比翼齐双飞的一维数控水型。圆形布局
之间以数控喷泉、变频跑泉、火泉、百变喷泉等诸多水型相连，并有中心高喷与对拱彩虹交相呼应，争奇斗艳，令人目不暇接。 6、澳门永利音乐喷泉是澳门首个采用活动喷咀的音乐喷泉，而且间中还会喷出火焰与喷泉一起表演。每日从早上开始直至晚上零时，每隔15分钟一场。音乐喷泉是由200个湖水喷咀和发射器，及1,000个独立灯泡组成，傍晚开始更配合灯光一并表演。巨大的湖泊式喷泉随著音乐的旋律、节奏而变化、扭曲、喷射，数不尽的水花在雷射的照射下，幻化作七彩的星光，配合间中喷出的火焰，营造出一个个大型的音乐喷泉表演。
喷泉设计说明及特色（范本） 采用国际最新设计手法及先进的喷泉制作工艺，通过光、影、水、电、声合成的技术达到变化独特、新奇的水舞景观效果，使人同时兼容视觉艺术和听觉艺术的特征，在两者互补中实现音乐水舞的艺术魅力，营造出具有四项功能的休闲文化空间，内容如下： 一、展示新时代形象的人文空间，并且充分表达文化多元性，其间包括历史文 化、科技文化、企业文化。 二、与时俱进的发展互动空间，提倡参与与创造，强调人的主观性与客观性的 和谐共进。 三、富于人性化的动态水空间，形成良性循环的区域水空间，带动周边科技城 市空间的大生态效应。 四、满足人群亲水功能的亲水型喷泉空间。 为了体现方案的构思，喷泉花形有：奔腾跑泉、古琴直流、圆摇直上、可调直流、中心直上、大鹏展翅、花柱喷头、彩虹直流、人工造雾，水型介绍如下： 1、奔腾跑泉：利用电脑程序控制电磁阀使水流形成圆圈似轨迹运动、跳跃的水柱，活泼生气。 2、古琴直流：利用电磁阀控制水流，将水柱分成八组，每组形成古琴的造型，秀韵古香。 3、圆摇直上：利用自动摇摆机，将水柱围成一个正圆，随机器的摇摆变换大小，时大时小、时闭时合，宏伟大气。 4、可调直流：利用喷泉调节阀来控制喷泉大小、高低，形成一定的花型组合，简约大方。 5、中心直上：直上喷泉是主水型之一，喷泉高度可达到30米以上，水柱粗壮，气势磅礴、辉煌、壮观。 6、大鹏展翅：利用四组自动摇摆机，将水柱分成左右两排，随摇摆机摇摆，程序控制，使水形成大鹏展翅飞翔的效果，寓意腾飞直上。 7、花柱喷头：利用水流组合、排列，调解阀调解水柱高低、大小，形成喇叭花的造型，美丽、秀婉。 8、彩虹直流：利用大型直上喷头，形成彩虹对抛形式，具有极强的观赏效果。 9、人工造雾：利用高压及多个喷头，打出如雾气般水珠，如梦如幻。 特色一： 所有水景可统一软控制；灯光纳入控制，无杂光进入；使喷泉达到设备范围，光源的顶级效果。 特色二：
摘要 音乐喷泉是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对音乐喷泉的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。 本课题结合任务设计书的要求，以音乐喷泉为研究对象，采用了西门子S7-300系列PLC作为喷泉的控制器。对音乐喷泉的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。提出了喷泉硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案，并对控制方式进行了设计和程序的编写。本设计改善了喷泉系统的控制品质，并真正地达到了实时控制的要求。 关键词：PLC；喷泉；控制系统
目录 引言 (4) 第一章喷泉概述 (3) 1.1喷泉的意义 (5) 1.2喷泉的发展 (6) 1.3喷泉的种类 (7) 1.4喷泉涉及领域 (8) 第二章音乐喷泉设计方案 (9) 2.1 音乐喷泉设计示意图 (9) 2.2 音乐喷泉控制要求 (10) 2.3 喷泉设备使用简介 (10) 第三章控制系统方案设计 (15) 3.1 音乐喷泉控制系统整体设计 (15) 3.2 控制方案选择 (16) 3.3 变频器选择 (17) 3.4 计算机硬件系统组成 (19) 第四章硬件电路设计 (20) 4.1 控制系统硬件组成 (20) 4.2 PLC控制电路设计 (21) 4.3 电路原理图 (22) 4.4 PLC外部接线图 (24) 第五章软件程序流程图 (27) 5.1 系统整体流程图 (27) 5.2 梯形图 (27) 第六章调试过程 (28) 6.1 硬件调试 (28) 6.2 软件调试 (28) 第七章总结与展望 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)
课程设计任务书
摘要 本课题是设计一个基于MCS-51系列单片机的音乐喷泉，随着音乐音调节拍的变化，彩灯也随之变化。先用Keil软件调试编写的程序再用Proteus软件仿真，在Proteus软件商是用两个软件，一个来切换演奏出不同的乐曲，利用定时器0发出不同频率的方波从P3.7输出，使蜂鸣器发出不同的音调，然后延时控制音调的节拍，与之相对应的LED灯亮起；另一个用来切换八路LED的变化的花样并且喇叭发出声音。 关键词：AT89c0251单片机；音乐；LED灯
目录 1.绪论 (4) 2.设计内容 (4) 3.软件设计 (5) 3.1 程序设计分析 (5) 3.2 歌曲简谱的编码规则 (6) 3.3程序流程图 (7) 3.4 软件源程序 (9) 4.硬件设计 (16) 4.1 AT89c2051单片机 (16) 4.2电路原理 (18) 5.仿真 (19) 5.1 ISIS介绍 (19) 5.2 Keil介绍 (20) 5.3 仿真结果图 (21) 6.心得体会 (24) 参考文献 (24)
1.绪论 德国发明家奥图皮士特先生在1930年提出喷泉的相关理论，随后他在百货商店和餐馆前建造小型的喷泉。经过多年来的发展，音乐喷泉的设计变的多样化，构造变得复杂化。在1952年的夏天，在西柏林的工业展览中，一个美国人看到了奥图皮士特先生音乐喷泉的表演，并把它带回纽约。1953年1月15日音乐喷泉在美国首次表演，表演期间超过150万人观看。在音乐喷泉走向全世界的同时，各种新技术也不断地运用在音乐喷泉上，使其表演变得复杂和美丽，给人们带来无限的乐趣，提高了人们的生活质量。 为了使控制简单可靠，活用现代社会的市场需求，各种形式的喷泉层出不穷，并逐步转向小型和营业性较强的方向发展。其音乐喷泉的控制也变得灵活多样，如单片机、PLC、DSP等都在音乐喷泉中有所运用，当然也具有优缺点。本课题选用单片机作为此次音乐喷泉控制系统设计的控制核心，主要是为了实现单片机的放音，并控制多个彩灯随着音乐的音调节奏变化而随之变换。 2.设计内容 ⑴电路有两种工作模式：演奏音乐模式和花样灯模式。 演奏音乐模式：演奏完整的一首的歌曲，八路LED随着音乐变化。 花样灯模式：八路LED变化出各种花样，蜂鸣器随着发出“嘀嘀”声。 ⑵按下按键1进入演奏音乐模式，再按切换歌曲，共两首歌曲。 ⑶按下按键2进入花样灯模式，再按切换LED花样，共四种花样。
喷泉的设计要素 近年来，水景的应用技术发展很快，许多技术已大量应用于实践中，水艺景观已逐渐形成相对独立的工程分支，但在工程设计实践中系统的指导理论尚不完善。 水艺景观概括来说可以分为两大类： 一是利用地势或土建结构，仿照天然水景观而成。如溪流、瀑布、人工湖、养鱼池、泉涌、跌水等，这些在我国传统园林中的有较多应用。 二是完全依靠喷泉设备造景。各种各样的喷泉如音乐喷泉、程序控制喷泉、旱地喷泉、雾化喷泉等。这类水景是近年来才在建筑领域广泛应用的，但其发展速度很快。 各种水景工程，一般由以下几个方面构成：土建池体、管道阀门系统、动力水泵系统、灯光照明系统等。 较大的水体或对水质观感要求较高的场所，还必须有水质处理系统。 一个好的水景设计，必然是在优秀的艺术效果设计的基础上，上述各专业系统完美结合的产物，其设计要点如下： 1.造型设计及喷头选择 进行水景的总体设计，应先分析环境氛围的基本要求，再分析各种水景形式，分列不同的组合方案，绘制效果图，从中选优。 水景形态有静水、流水、落水、喷水等几种这几种形态又可衍生出多姿多彩的变化形式，特别是由于喷头技术的发展，喷水姿态更是变化万千。有了这些素材，再通过专业人员的艺术设计，即可以勾画出优美的水艺景观。 另外，不同的景观形式适合不同的应用场景。比如音乐喷泉一般适用广场等集会场所。它是以音乐、水形、灯光的有机组合来给人以视觉和听觉上的美感；同时喷泉与广场又融为一体，形成了建筑的一部分。而住宅区的楼宇间更适合设计溪流环绕，以体现静谧悠然的氛围，给人以平缓、松驰的视觉享受，从而营造宜人的生活休息空间。 喷泉设计中喷头的选择很重要。在水景中广泛使用各种类型的喷头，以生成形态各异的水形。目前，国内生产的喷头在质量上存在极大的差异，与国外同类产品比较，其中最大的问题不仅是外观、而是存在于设计质量之中。比如某厂家提供的喷头使用参数，就与实际运行数值相去甚远。水景观工程对喷头的最大要求是水形美观，射流平滑稳定。但是国内多数产品的射流不是发散强烈就是毛剃横发；即使同是一批产品，其水形质量也极不稳定，除了国产喷头由于小规模生产机械加工精度不足的原因以外，根本问题是水景观专用喷头设计中没有完善的设计理论和设计依据。因此，我们建议国家专业学会组织有关专家尽快制定出切实可行的设计规范和标准，使我国的水景喷泉行业更加规范地进一步发展。 在实际使用中，应注意各种喷头的特性。一般水膜喷头的抗风性较差，不宜在室外有风的场合使用；而射吸式喷头如雪松或涌泉对水位变化较为敏感，使用时不但要注意水位变化，还要在池体设计上有相应的抑制波浪的措施。如设置较长的溢流堰或水下挡浪墙。但是，也有利于波浪共振这一水力现象建成脉动喷泉的，由规律的波浪涌动使水流喷射有规律地跳跃、高低变化。目前也有许多高技术喷泉设备，也可以用于水艺景观中。光亮泉和跳泉的射流非常光滑稳定，外观如同玻璃棒一样，可以准确落在受水孔中；跳泉可以计算机控制下，生成可变化长度的水射流；跳球喷泉可以喷出大小可控的光滑水球。它们都极具趣味性，令人过目难忘。大型音乐喷泉中所使用的各种高技术喷头和水下运型音乐喷泉中所使用的各种高技术喷头和水下运动机械及控制部件，也是种类