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
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。
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
灯发光
2.2 音乐大小控制彩灯的工作原理
音乐的大小，是原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，所以在他达到波峰时说明他的音乐大。在波谷是他就小，所以就需要设计一个触发电路，由声音的强弱控制，根据要求使用了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，所以还要设计一个放大电路。
图2-2 音乐大小
2.3音乐大小控制彩灯的电路实现.
2.3.1 电源电路设计
单稳态电路的工作电压在3～18V之间，选取12V电压为电源电压，所以设计时使用220V交流电压经过变压后得到12V的交流电压，再经过桥式整流、整流滤波后由三端稳压7812稳压为12V，供给各个电路元件使用。
1．电源电路结构
常见小功率直流稳压电源系统由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等四部分组成，如图2-3所示：
图2-3 电源电路结构图
稳压电路根据调整元件类型可分为电子管稳压电路、三极管稳压电路、可控硅稳
压电路，集成稳压电路等。根据调整元件与负载连接方法，可分为并联型和串联型。根据调整元件工作状态不同，可分为线性和开关型稳压电路。本电路主要采用集成三端稳压电路。
图2-4 电源电路
2 电源电路参数计算
（1）桥式整流二极管参数计算
正向平均电流：
mA mA O D F I I I 1543082
121'===≥ 最大反向电压：
V V R RM U U U 107222(max)≈?=
=≥
（2）滤波电容参数： 31(35)
(35)2010221'27.3L T C R ---??≥=
F F μ1830~100000183.0~001.0==
取C2=1000μF 电容耐压：V CM U U 1222=≥
取25≥CM U V,故电容参数为C:1000μF/25V 。
通过稳压管7812后 稳压为12V ，提供给各个电路。
2.3.3 放大电路
由于555单稳态电路是低电平触发，所以设计时采用了反向放大，三极管起反向作用，放大电源由1R 可得如图2-5所示。
图2-5 放大电路
VT （9014） b-e 极承受的极限电压在0.7V ，最大电流为0.1A ，所以根据基尔霍夫定理得：
be R U U U =-1, be be U R I U =-1
可得： 1R =330K
RP 为调谐电阻，由于单稳态电路的触发电压在Vdd/3左右，所以调整555的2脚电压在3Vdd 上下波动，这样才能是单稳态电路触发，由于电阻可变放大倍数不用计算，9014的放大倍数在100～1000之间足以使电压达到单稳态所需的3Vdd =4V 。
3．单稳态电路：
图2-6 单稳态电路
由于电容的容量和耐压不好选，所以就先选电容为10.022C uF =，设单稳态的暂态时间为0.123t ms =。
根据公式： 1.1t RC =
得 3610022.01.11.0R -??=
所以3R 取5k
4.限流电阻2R 的计算
由于2U 的 脚电压3V 为2V ，LED 的承受电流为30mA ，取R 的最大取值为：
2R =mA 303V =mA
V 302=667? 2R =680?
2.3.2 音乐大小控制彩灯的电路图的设计实现
设计电源电路为了NE555提供稳定的直流电源12V ；设计NE555时基电路构成单稳态触发电路，经过限流电阻，点亮电路用LED 发光二极管。
图2-6 音乐大小电路图
音频输入后，经过由VT 组成的音频放大器电压放大。555时基电路与电阻3R 、电容3C 接成典型的但问他了工作模式，由于3R 、3C 的取值较小，所以暂态时间非常短，s C R t μ42.1231.133==。限流电阻3R 构成保护电路，去驱动LED 闪亮。
音频输入时，经VT 反向放大，使时基电路2脚电平在3Vdd 上下波动。当电位不大于3Vdd 时，时基电路置位，进入暂态，3脚输出高电平，晶闸管导通，LED 发光。由于暂态时间很短，很快又翻回稳态，LED 彩灯熄灭，也就是说彩灯不会有停滞状态，它能随时基电路的2脚电平即音频电信号的变化而变化。当变阻器的电阻越小，静态时555的 2脚电平越高，电路的声控灵敏度就越低，所以根据需要调节变位器。
仿真实验：
图2-6 仿真波形
图2-6中的斜线表示触发经放大后的音频信号，方波表示的是输出信号。由图可知，音频信号经过放大之后进入单稳态集成电路.从图2-6可以看出正弦波处于正半波上升沿是，单稳态触发并输出信号，由此可知当音乐音量大小改变时，正弦波增大，那么彩灯闪亮的速率加快，音量减小时，波的幅度减小，彩灯闪亮减慢或停止。
第3章 音乐节奏控制彩灯
3.1 音乐节奏控制彩灯的工作原理.
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。我们的目标是 要彩灯按照节奏依次闪亮。因此，设计了一个多谐振荡器，由音乐信号调谐，产生计数脉冲，使彩灯循环点亮的速率随音乐的节奏而改变。有了节奏脉冲，还应有计数和译码，这样才能依次点亮彩灯。LED 点亮时，由于脉冲电流过大所以还需要限流电阻保护LED 。由于在触发节奏脉冲的电压比输出的音频信号大，所以还需要一个音频放大电路。电源与上电路公用一个。
电路工作原理：音频信号输入后经过放大电路放大后进入多谐振荡调制其频率，多谐振荡产生出脉冲信号后送计数器计数后译码，再送入驱动电路驱动彩灯闪亮。
图3-1 节奏流程框图
3.2 音乐节奏控制彩灯的实现
3.2.1 音乐节奏控制彩灯的主要参数计算
1、音频放大电路
放大电路使用共集电极放大：工作电压为12V ，三极管为9014，9014的放大倍数在100~1000 ,而b-e 极电压小于0.7V 才能饱和导通，所以用1M 的电阻使电压适合于三极管的放大。由于9014承受的最大电流0.1A ,K R 1.55 。
2、无稳态电路
图3-2 无稳态电路
该电路工作电压Vcc 设为12V ，当2R 远远大于1R 时，50%D =,此时输出的波形为理想对称的方波，所以2R 使用100K 的可变电阻，这样实现了方波，也使2R 可以调节电路的灵敏度。
C1在充、放电过程中，其电压在VCC 的1/3到2/3之间变化，所以时基电路3脚输出高电平的时间1t 可用以下式表示（即充电周期），即
3脚输出低电平时间2t （即放电周期）:
122639.0C R t =
振荡周期T ：
12121)2(639.0C R R t t T +=+=
振荡频率为f ：
121)2(44.1/1C R R T f +≈=
输出脉冲占空比D ：
)2/()(/21211R R R R T t D ++==
根据以上公式可以求出1r 、1c 、2c ，由于电容在市场上的型号不多。所以就选相近的F c μ47.01=,F C μ7.42=。
1
21121DD DD 1211)C R 0.639(R ln2
)C R (R )]V 32ln[(V )C R (R t +≈+=-+-=
3 其他电路
CD4017的供电的电压为3V ～15V 为了方便电源供电就选用12V 作为供电电压。
LED 的供电电压为3V ，电流为15mA ，所以要串联一个稳压电阻，由基尔霍夫定理得：R L U U U =-, 所以4R =600Ω
3.2.2 音乐节奏控制彩灯总电路实现
三极管构成放大电路,放大后送振荡电路。用NE555够成自激振荡器送出方波，即是脉冲信号，计数器和译码器用CD4017，他集成了计数和译码两项功能，减小了电路，节约了成本，经过限流电阻LED 发光。
图3-4 节奏电路图
晶体管Q1组成音频放大器，他将音频信号加以放大，然后通过电容C2电位器R3加到ME555时基电路的5脚，对555构成的振荡器进行调制。
CD4017为十进制计数器，其CP 端输入的计数脉冲来自NE555时基电路组成的多谐振荡器。当CP 端源源不断地输入计数脉冲时，它的输出端Q1-Q9就依次循环输出高电平。
使彩灯LED1～LED10依次点亮。调节电位器，1R 因改时基电路1U 的振荡频率，故使彩灯LED1～LED4的循环速率。音频信号经过1Q 放大、通过RP2加到A1的5脚，因改变5脚电平的高低，使555的阀值翻转，电平发生变化，即对振荡器频率进行调制，亦使U1的振荡频率随音乐的频率而变化，所以LED1～LED4的循环点亮的速率又随音乐的节奏而改变。调节1R 的阻值，则可调节电路的灵敏度。
图3-5 节奏电路仿真图
图3-5中斜波表示的是放大后的音频信号，方波表示的是经音频信号调谐多谐振荡后输出的触发信号。从图中可以看出经放大后的音频信号可以调制触发信号的脉宽，从而使触发信号驱动彩灯，并使彩灯随音乐节奏的快慢而闪亮。
第4章音调高低控制彩灯
4.1 音调高低控制彩灯的工作原理
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。
音调即是声音中的高音和低音，我们人类能识别的声音频率20HZ～20HZ
K,所以设置1HZ
K以上为高音、以下则为低音，所以要一个高低音滤波器去驱动彩灯发光。放大电路就和上面电路公用，电源公用一个。音频放大后经高低通滤波，送限流电阻限流后使彩灯发光。
图4-1 音调电路结构框图
4.2 音调高低控制彩灯的电路设计
4.2.1音调高低控制彩灯的主要参数计算
图4-2 高通电路
RC 有源高低通滤波器参数的计算（设上限频率Z c H f 1000=）：
(1)通常电容C 的容量宜在微法数量级以下，R 的值一般约为几百千欧内，由于电容容量档级较少，常先选用C 值，再计算电阻1R 的值。选择120.1C C uF ==,则 621101.0100014.3211-????===C w R R l ?=16K ? (2)考虑到二价巴特沃斯滤波器的Q =0.707和586.1134=+=R R A uf ,故有43586.0R R =,运算放大器两输入端的外接电阻必须满足平衡条件：K R R R R 32//43=+=
由43586.0R R =和K R R R R 32//43=+=，得320R K =,433R K =
所以320R K =,433R K =、120.1C C uF ==,1216R R K ==。
2．低通滤波电路
图4-3低通电路
由于高通滤波器与低通滤波器在电路结构上存在对偶关系，他们的幅频响应也存在对偶关系，设置的频率界限为1000Hz ，所以两个电路参数一样只是接法不一样，如图4-3所示
参数为：1216R R K ==、320R K =、433R K =、120.1C C uF ==,供电为12V ，可LED 承受的电流为30mA 灯泡电压为2.5V ，由灯电U U U R =-5 59550R R ==Ω
4.2.2 音调高低控制彩灯的电路图
音频经放大（放大电路和节奏电路合用）输入后分别送往高低通电路。 高通电路：由1C 入经过4C 到U1（LM358）的5脚入，滤出低频，7脚出。在
LM358内滤出低频信号，高频信号从7脚出来后使Q1导通，驱动LED1发光。 低通电路：由3R 入经过4R 到LM358的3脚入，滤出高频，1脚出。在LM358内
滤出低频信号，高频信号从1脚出来后使9R 导通，使LED2发光。
图4-.4 音调电路图
图 4-5 音调仿真图
图4-5为音调控制的输出仿真图，起伏大的线代表高通x1的波形，起伏小的线代表低通x2的波形，当有高于1000Hz 的脉冲到LM358时x1就输出波峰达到3v 的波形，而x2的波形就趋近X 轴。
第五章实物的制作和调试
整体电路设计完成后，首先在软件上仿真，软件仿真正确，再画出PCB板，刻出印板，安装元件，进行调试，最后实物调试成功，设计成功完成。所以，实物的制作和调试分以下几步：软件仿真→制作PCB→元件安装→实物调试。
1、软件仿真
整体设计完成后，我们要进行的第一步工作就是软件仿真，测试其性能。用的软件是Multisim 7 软件，他的仿真功能十分强大。首先调试分电路，在分电路调试完成后在调试总电路。
调试方法：首先在软件中画好电路图，然后检查电路中各元件是否连接正确，连接正确的情况下加入信号，由于此软件不能直接加入音乐信号，所以用正弦（音频电信号是由许多的正弦波叠加而形成）代替，加入信号后观察彩灯的闪亮情况，遇到不正常时及时修改。
调试中遇到的故障：
故障1：放大电路不匹配。
分析：单稳态电路需要的使反向电压，无稳态使用的事完整的正弦波。
解决：在两个电路使用独立放大。
故障2：接地信号的交叉。
分析：交流接地不能直流接地接在一起。
解决：两个接地单独接地。
2、PCB的制作与元件安装
在软件仿真完成后，下一步工作就事制作PCB版，以方便元件的安装和实物的调试，PCB的制作分为两部分，第一就是软件制作画出PCB图、第二步就事制作实物印板。两步都相当重要，第一步就为方便的制作出优良的PCB做好准备，第二步是让做出的PCB在元件安装时更方便。
⑴、软件PCB的制作：在软件PCB制作时使用了Protel 99 SE（它是专门制作PCB的软件，具有强大的布线功能）。制作事首先在软件中画出电路图，连接好各点的网络飞线，填好各元件的封装。然后生成网络表，在进入PCB的制作，生成网络表无误时，调节各元件的位置，使其符合信号流程，以方便检修。然后自动布线。
⑵、PCB图如下：
图5-1 PCB图
⑶、硬件PCB的制作：在画好PCB图时，1.用复写纸将布线图复制到复铜墙铁壁板上：复制前应先用锉刀将复铜板四周边缘锉至平直整齐，而且尺寸尽量与设计图纸尺寸相符，并将复写纸裁成与复铜板一样的尺寸，为了防止在复制过程中产生图纸移动，故要求用胶纸将图纸左右两端与印刷板贴紧。.先用钻床将元件插孔钻好—一般插孔直径为0.9-1mm左右，可采用直径为1mm的钻头较适中,如果钻孔太大将影响焊点质量,但对于少数元件脚较粗的插孔,例如电位器脚孔,则需用直径为1.2mm以上的钻头钻孔。贴胶纸：先用刀片将封箱胶纸切成多种宽度的胶纸条后再进行贴胶，贴胶时应根据线条所通过的电流大小及线条间的间隙来适当选择线条的宽容。一般只需采用2-3种宽度即可，为了保证制作工艺水平，尽可能不要采用过宽或过窄，如需要钻孔的线条其宽度应在1.5mm以上，才不致于在钻孔时将线条钻断，贴胶时还应注意控制各相邻线条的间隙不要太小，否则容易造成线条间短接，贴胶时一定超过钻孔1mm左右，这样才能保证焊眯质量。
⑷元件的安装
元件的安装：根据原理图在印制板上进行元件的安装，一定要找准相应的元件位置再进行焊接，在焊接的时候要小心注意焊接的时间，有时候焊接时间过长会损坏元件，因此要把握焊接是的时间。在焊接的时候焊点要合适，不宜过大也不宜过小，也不要出现挂焊或虚焊。否则会造成电路故障。
4、电路的调试
安装完成后，通电并加入信号。发现彩灯常亮，检修思路：检测电源是否正常，用万用表检测时发现电源电压只有8V，正常应当在12V。然后判断故障是在电源电路是在电源还是负载，断开负载发现电源恢复到12V。证明故障在负载，为了方便检修，把三个负载电路分别断开，分别通电检测。
故障1：音乐大小电路，通电检测电压时发现点要只有8V。
分析:证明电路有轻微短路，用电阻发检测各个焊点间无短路状况，证明短路在原件，由以前的经验。电阻坏是不可能是阻值变小，只可能变大。分析电路发现只有一个三极管和一个电容，除了就是NE555有可能坏.
解决：分别取下电容和三极管检测，发现三极管的ce极的电阻为0，证明三极管坏，换上新的三极管后，电压正常，彩灯依旧常亮。
故障2：检测NE555的输出端，发现电压为7V，有电压跳变。但跳变时间很短，要仔细才能分辨。
分析：有可能使暂态时间过短，或限流电阻过大。
解决：检测2脚调谐端，电压为交流-3V,证明各端电压正常在工作。但单稳态电路暂态时间过短，导致我们不能识别。根据T=1.1RC可知增大电阻或电容都能使时间变大，所以就把电容改为0.1uF.再检测电路，正常。
图5-2 故障1.2所在点
故障3：节奏电路通电和加入信号彩灯不闪动。
分析：可能使电容击穿或是三极管放大有问题。
解决：检测电源电压，9V正常用万用表去检测NE555的3脚，发现电压恒为0V,无跳变，再检测2脚和6脚调谐端，V6=V2=0V，分析电路，6脚和2脚通过电容c4接地，断电用电阻法测2脚对地电阻为0。取下c4检测，发现c4穿。换上后电路正常。
图5-3 故障所在点
再通电在音调电路时，接通后单个彩灯闪亮，电路正常再连接各电路检测，运行正常，调试完成。
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
毕业设计（论文）任务书 基于Multisim11的音乐彩灯控制器的仿真设计摘要:如今的大千世界随着生活水平的不断提高，人们对环境的美化要求越来越高，在一些公 园、广场等公共娱乐场所，音乐彩灯是必不可少的装饰品。基于现代城市对彩灯控制的要求，本文详细阐述了音乐彩灯控制器的结构和功能，并对各组成部分的工作原理进行了比较详细的分析，而且对各组成部分的附加元件的参数设定也做了较为严密的计算。 关键词：彩灯；控制器；整流滤波；高通滤波；低通滤波。 Multisim11 Based Music Colored Light Controller Design And Simulation Abstract:Based on the demand of modern urban colored light control, the concept and construction on the music colored light controller are https://www.doczj.com/doc/2518895435.html,stly,the principle of ever section is discussed.Furthermore, the paramenter of additional element is calculated tightly. Key words:Colored light;Controller;Rectification strains waves;The high pass strains waves;Low strains waves.
目录 1. 绪论 (1) 2. 音乐大小控制彩灯 (2) 2.1 彩灯控制器原理框图 (2) 2.2 电路设计 (2) 2.2.1声电转换和放大电路 (2) 2.2.2 整流滤波电路 (3) 2.2.3 高通/低通滤波电路 (5) 2.2.4 驱动电路 (8) 2.2.5 整机电路 (8) 3. 软件仿真 (9) 4. 总结 (13) 参考文献 (14) 致谢 (15)
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
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)
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
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：
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
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 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
学号：0121111360104 题目音乐数字彩灯控制器设计 学院自动化 专业自动化 班级1101 姓名温志伟 指导教师李彬、林伟 2013 年7 月 5 日
课程设计任务书 学生姓名：温志伟专业班级：自动化1101 指导教师：李彬、林伟工作单位：武汉理工大学 题目: 音乐数字彩灯控制器设计 初始条件： 1)运用所学的模拟电路和数字电路等知识； 2)用到的元件：实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片或微处 理器等。 要求完成的主要任务: 1)数码管自动依次显示数字队列0，1，2，3，4，5，6，7，8，9（自然数 列）；1，3，5，7，9（奇数列）；0，2，4，6，8（偶数列）；0，1，2，3， 4，5，6，7，0，1（音乐数列）。然后又依次显示同上数列，不断循环； 2)打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示 出1，然后按上述规律变化； 3)每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相 等。 4)严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 时间安排： 第1天下达课程设计任务书，根据任务书查找资料； 第2～4天进行方案论证，软件模拟仿真并确定设计方案； 第5天提交电路图，经审查后领取元器件； 第6～8天组装电路并调试，检查错误并提出问题； 第9～11天结果分析整理，撰写课程设计报告，验收调试结果； 第12～14天补充完成课程设计报告和答辩。 指导教师签名： 2013年 6月24日 系主任（或责任教师）签名： 2013年 6月24日
目录 引言 (1) 1设计意义及要求 (2) 1.1设计意义 (2) 1.2设计要求 (2) 2方案设计 (3) 2.1设计思路 (3) 2.2设计方案 (3) 2.2.1方案一（个人设计方案） (3) 2.2.2方案二（小组设计方案） (4) 2.3方案比较 (5) 3部分电路设计 (6) 3.1脉冲产生电路 (6) 3.2自然数列、奇偶数列、音乐数列产生电路 (7) 3.2.1自然数列的产生 (7) 3.2.2奇偶数列的产生 (8) 3.2.3音乐数列的产生 (9) 3.3选通电路的实现 (10) 3.4数码显示电路 (11) 4调试与检测 (13) 4.1调试中故障及解决办法 (13)
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。