基于单片机的音乐喷泉系统设计

“喷泉控制系统设计”资料汇编目录一、基于单片机的音乐喷泉控制系统设计二、基于PLC和变频器的音乐喷泉控制系统设计三、基于PLC的花样喷泉控制系统设计四、基于AT89C51单片机的音乐喷泉控制系统设计五、基于PLC与MCGS的音乐喷泉控制系统设计研究与探索六、基于PLC的喷泉控制系统设计基于单片机的音乐喷泉控制系统设计随着科技的进步和人们生活水平的提高，音乐喷泉作为一种集艺术、科技、娱乐为一体的新型景观，越来越受到人们的喜爱。

为了实现音乐喷泉的智能化控制，提高喷泉的表演效果，本文将介绍一种基于单片机的音乐喷泉控制系统设计。

本控制系统主要由音频处理模块、水泵控制模块、灯光控制模块、单片机主控模块等组成。

其中，音频处理模块负责采集音频信号并对信号进行解析；水泵控制模块根据解析结果控制水泵的工作状态；灯光控制模块根据音乐节奏和水泵的工作状态控制灯光的变化；单片机主控模块负责整个系统的协调和控制。

音频处理模块主要负责采集音频信号并对信号进行解析。

本设计中，我们采用了一块音频解码芯片，将输入的音频信号转换为单片机能够处理的数字信号。

同时，我们还设计了一个音频放大器，将解码后的信号进行放大，以便能够驱动水泵和水泵控制模块。

水泵控制模块根据解析结果控制水泵的工作状态。

本设计中，我们采用了三台水泵，分别控制水流的流量、压力和方向。

为了实现水泵的智能化控制，我们设计了一个水泵控制器，将水泵的工作状态通过传感器反馈给单片机主控模块，以便能够实时监控水泵的工作状态并根据需要调整水泵的工作状态。

灯光控制模块根据音乐节奏和水泵的工作状态控制灯光的变化。

本设计中，我们采用了一套 LED灯光系统，可以根据不同的音乐节奏和喷泉水流的变化调整灯光的颜色和闪烁频率。

同时，我们还设计了一个光感传感器，将环境光线信息反馈给单片机主控模块，以便能够根据环境光线的变化调整灯光的亮度。

单片机主控模块负责整个系统的协调和控制。

本设计中，我们选用了一款具有较高处理能力和丰富外设的单片机作为主控制器。

基于单片机的音乐喷泉控制系统设计任务书1．课题意义及目标学习并掌握单片机及相关知识；了解并掌握音乐喷泉控制系统的工作要求；在查阅资料的基础上，实现音乐播放，水泵控制等功能，完成系统整体方案设计；完成系统硬件设计，完成系统元器件的选型，在掌握电子线路图绘制工具软件的基础上，完成系统组成框图的绘制、完成相关电路图及系统原理图的绘制；完成系统软件设计。

2．主要任务(1)、阅读任务书，通过查阅相关资料，构建设计方案并充分论证，并撰写开题报告；(2)、进行系统总体设计，熟悉开发环境；(3)、系统硬件设计，系统软件设计；(4)、毕业设计说明书；3．主要参考资料[1]李晓林.单片机原理与接口技术[M] . 北京：电子工业出版社, 2013[2]徐沐龙.单片机原理及应用[M] . 北京：机械工业出版社, 2013[3]蒲珊珊.基于8751单片机的音乐喷泉控制系统设计[J] . 机械制造与自动化, 2011，24．进度安排审核人：年月日基于单片机的音乐喷泉控制系统设计摘要：在音乐喷泉控制系统设计中，通过两种喷泉造型方案的优缺点的比较，选择了最优的方案。

本设计主要阐述音乐喷泉的工作原理，并完成小型音乐喷泉系统的硬件结构和软件方面的设计改进。

控制系统以单片机为核心控制变频器、电磁阀和水下照明灯具等设备，实现音乐播放和喷头喷水同步的目的。

为了便于理解音乐喷泉的工作原理，本设计同时还简要介绍了元器件的参数和工作原理。

最后，利用Altium designer 软件绘制硬件原理图。

关键词：音乐喷泉，控制系统，单片机，变频器，电磁阀Music Fountain Control System Design Based On SCM Abstract：In the design of the control system about music fountain, the best music fountain modeling is chosen according to the comparison of two styling plans’ merits and demerits. This paper mainly describes the principle of musical fountain and completes the design of small scale music fountain system concerning about hardware and software. The control system within taking microcomputer as the core controls frequency transformer, solenoid valve, underwater lightings and other facilities. And it achieves the purpose of making music play to keep pace with water injection. In order to make others to understand the principle of music fountain easily, the paper also introduces components’ parameter and working principle briefly. In the end, the principle diagram of the hardware is drawn by taking advantage of the Altium designer software.Keywords: Music Fountain, Control System, SCM, Frequency Transformer, Solenoid valve目录1 前言 (1)1.1 课题研究背景和意义 (1)1.2 音乐喷泉的发展状况 (1)1.3 音乐喷泉的工作原理 (2)1.4 课题主要研究内容 (3)2 音乐喷泉造型和工作流程设计 (4)2.1 造型方案设计和选择 (4)2.2 水泵选择 (5)2.3 喷泉彩灯和喷头选择 (6)3 硬件电路设计及元器件介绍 (7)3.1 控制系统方案设计 (7)3.2 单片机原理与应用 (8)3.3 控制系统硬件设计 (10)3.3.1 喷泉控制系统组成 (10)3.3.2 接口芯片与单片机连接 (11)3.3.3 变频器选型 (14)3.3.4 电磁阀驱动电路设计 (16)3.4 硬件延时电路设计 (17)4 控制系统软件设计 (19)4.1 系统工作流程 (19)4.2 系统资源分配 (20)4.3 音乐控制码的编制........................................................................ 错误!未定义书签。

设计（论文）任务（包括原始数据、技术要求、工作要求）一、课题目的：本设计是一款基于单片机控制的音乐喷泉，音乐的播放由外部设备播放。

根据有无音乐播放，启停喷泉。

当有音乐信号时，获取声音强度进行滤波放大实时输出到变频器，作用到变速电机上，使喷头喷水产生随音乐起伏的效果。

系统主要实现了声音的采集、音乐的播放、喷泉水柱的控制、乐曲的选择，彩灯控制等功能。

二、研究意义：音乐喷泉是近几年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的造型等随着音乐变化而变化，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、景区喷泉、超高喷泉、人工瀑布。

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，各大广场、景区都有它的身影。

可以说，音乐喷泉已经成了一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益。

所以研究设计高水平的音乐喷泉技术是非常重要的！三、主要研究内容：本次毕设主要任务是设计一款基于以单片机为核心的小型音乐喷泉系统。

系统主要分为硬件设计和软件设计两部分，硬件设计主要为系统的单片机、音频以及水柱控制电路设计，软件设计主要为设计灯光与水柱的喷射方式。

1.本次毕业设计根据功能可以分为以下几个部分：(1)音乐控制部分：本设计的音频输入由外部的电脑、手机、mp3等音频播放设备提供。

(2)信号采集部分：系统需要对采集到的音频信号进行预处理，主要目的在于为后续单片机滤波、放大、数据采集提供便利。

(3)数字信号处理部分：此部分首先将模拟信号转化为数字信号，并把数字信号进行单片机处理，然后根据数字信号的强弱程度合理控制灯光的闪烁方式和水泵电机的转速。

(4)驱动部分：为灯光和水泵电机提供驱动2.本次设计的主要任务：(1)电源设计：本设计采用的电源电压为5v-12v（2）模拟信号的处理设计：模拟信号的处理设计需要利用放大滤波技术处理音频信号（3）数字信号处理设计：此部分利用转化后的数字信号控制水泵和灯光（4）音频电路设计：音频电路设计主要分为音乐放大和音频预处理两部分，音乐放大主要是将音乐进行放大处理,其中有一级和二级放大之分。

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控制系统硬件总设计方案音乐信号的采集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音频脉冲的产生2音乐程序2.6灯光控制模块2.7看门狗子程序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。

摘要随着人们生活水平的提高和建立绿色城市的向往，音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能，愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品,音乐喷泉的兴建也越来越多。

根据目前音乐喷泉的发展现状，介绍了一个以AT89C51单片机为核心的小型音乐喷泉控制系统。

给出了一个简洁的单片机控制电路，分析了输出地址，描述了不同类型的输出电路和输入电路；介绍了从特定构造的喷池中获得决定喷池动作的喷池数据的原理；给出了主程序框图和看门狗子程序。

采用程序控制来控制花型。

音频信号还影响灯光色彩和灯光光线明暗的变化。

从而使灯光色彩、灯光的闪烁和喷泉水姿随音乐节奏而变化。

关键词：音乐喷泉；单片机；单片机控制；喷池数据ABSTRACTWith the improvement of people's living standard and yearn for building green city, music fountain is more and more popular for its unique charm and special function large numbers of music fountain is increasingly built.According to the present situation of music fountain now, control system of mini type music Fountain based on AT89C51 SCM was introduced．A succinct SCM control circuit was pre—to obtain data from a specific fountain pool .Was elaborated，which will affect actions of the p001．Finally, the structure drawing of main program and the watchdog program were put forward. The flower shapes are controlled by program controlling or man-made keystroke controlling electromagnetic valves. The color、the light and shade of ray are changed by musical signals. So that the color、the light and shade of ray、the spring form is changed with music’s rhythm when music is played．Key Words:music fountain；SCM；SCM control；watchdog program目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (4)1.1课题背景 (4)1.2 音乐喷泉的发展和现状 (4)第2章音乐喷泉控制系统硬件设计 (6)2.1 控制系统硬件总体设计方案 (6)2.2音乐信号的采集 (6)2.2.1 音频放大电路的设计 (6)2.2.2 采样定理 (8)2.3 单片机电路 (9)2.3.1 单片机的概述 (9)2.3.2 时钟电路的设计 (10)2.4 AD转换电路 (10)2.4.1 ADC0809与单片机89C51的连接 (11)2.4.2输入电路 (12)2.5潜水泵调速硬件方案设计 (13)2.6灯光硬件方案设计 (14)2.7解决系统时间滞后硬件电路设计 (14)第3章喷泉控制系统软件设计 (16)3.1喷池数据 (16)3.2主程序框图 (17)3.3 控制潜水泵软件设计模块 (17)3.3.1 潜水泵开关调速的原理 (18)3.3.2潜水泵开关调速的软件设计 (19)3.4控制电磁阀软件设计模块 (20)3.5 歌曲存储模块 (20)3.5.1音频脉冲的产生 (20)3.5.2音乐程序 (22)3.6灯光控制模块 (25)3.7看门狗子程序 (25)3.8实验仿真 (26)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)附录1 (31)附录2 (32)第1章绪论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。

基于单片机音乐喷泉的设计软件文档. .课程设计任务书分院（系）信息科学与工程专业自动化学生姓名学号设计题目基于单片机的音乐喷泉设计——硬件设计部分课程设计内容及要求：内容：设计一个基于MCS-内容：设计一个基于MCS：1. 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：演奏完整的一首歌曲，八路LED随着音乐变化。

花样模式：八路LED变化出各种花样，蜂鸣器随着发出“滴滴”声。

2. 按下按键1进入演奏音乐模式，再按切换LED花样，共两首歌曲。

3. 按下按键2进入花样灯模式，再按切换LED花样，共四种花样。

进度安排:（10天）1.熟悉题目，查找资料。

(2天)2.进行编程和设计接线。

(4天)3.进行仿真。

（2天）4.编写实验报告。

(2天)指导教师（签字）：年月日学院院长（签字）：年月日摘要本课题是设计一个基于MCS-演奏音乐模式和花样灯模式。

演奏音乐模式：演奏完整的一首歌曲，八路LED随着音乐变化。

花样模式：八路LED变化出各种花样，蜂鸣器随着发出“滴滴”声。

2. 按下按键1进入演奏音乐模式，再按切换LED花样，共两首歌曲。

3. 按下按键2进入花样灯模式，再按切换LED花样，共四种花样。

进度安排:（10天）1.熟悉题目，查找资料。

(2天)2.进行编程和设计接线。

(4天)3.进行仿真。

（2天）4.编写实验报告。

(2天)指导教师（签字）：年月日学院院长（签字）：年月日摘要本课题是设计一个基于MCS：AT89c0251单片机；音乐；LED灯目录1.绪论32.设计内容43.软件设计43.1 程序设计分析43.2 歌曲简谱的编码规则53.3程序流程图63.4 软件源程序84.硬件设计154.1 AT89cXXXX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。

音乐喷泉单片机课程设计一、教学目标本课程旨在通过音乐喷泉单片机的设计与实现，让学生掌握单片机的基本原理和应用技巧，培养学生的创新意识和实践能力。

具体目标如下：知识目标：使学生了解单片机的结构、工作原理和编程方法；理解音乐喷泉系统的工作原理和设计思路。

技能目标：培养学生使用单片机进行系统设计和编程的能力；训练学生进行音乐喷泉系统调试和优化的技能。

情感态度价值观目标：培养学生对科技创新的热爱和追求，增强学生的团队合作意识和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括单片机原理、音乐喷泉系统设计和编程、系统调试和优化等方面。

具体安排如下：第一章：单片机基础，介绍单片机的结构、工作原理和编程方法。

第二章：音乐喷泉系统设计，讲解音乐喷泉系统的工作原理和设计思路。

第三章：单片机编程，教授如何使用单片机进行音乐喷泉系统的编程。

第四章：系统调试和优化，介绍如何对音乐喷泉系统进行调试和优化。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

讲授法用于向学生传授单片机原理和音乐喷泉系统设计的基础知识；讨论法用于激发学生对课程内容的思考和讨论，促进学生之间的交流；案例分析法用于分析实际的音乐喷泉系统设计和编程案例，帮助学生理解和掌握相关技能；实验法用于让学生亲自动手进行音乐喷泉系统的搭建和编程，培养学生的实践能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：教材：《单片机原理与应用》、《音乐喷泉系统设计与实现》等；参考书：单片机编程教程、音乐喷泉系统设计手册等；多媒体资料：单片机工作原理动画、音乐喷泉系统案例视频等；实验设备：单片机开发板、音乐喷泉设备等。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的方式，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。

评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。

基于AT89C51单片机音乐喷泉控制系统设计目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (2)1.2 音乐喷泉的发展和现状 (2)第2章音乐喷泉控制系统硬件设计 (3)2.1 控制系统硬件总体设计方案 (3)2.2音乐信号的采集 (3)2.2.1 音频放大电路的设计 (3)2.2.2 采样定理 (5)2.3 单片机电路 (6)2.3.1 单片机的概述 (6)2.3.2 时钟电路的设计 (7)2.4 AD转换电路 (7)2.4.1 ADC0809与单片机89C51的连接 (8)2.4.2输入电路 (9)2.5潜水泵调速硬件方案设计 (10)2.6灯光硬件方案设计 (11)2.7解决系统时间滞后硬件电路设计 (11)第3章喷泉控制系统软件设计 (12)3.1喷池数据 (12)3.2主程序框图 (13)3.3 控制潜水泵软件设计模块 (13)3.3.1 潜水泵开关调速的原理 (14)3.3.2潜水泵开关调速的软件设计 (15)3.4控制电磁阀软件设计模块 (16)3.5 歌曲存储模块 (16)3.5.1音频脉冲的产生 (16)3.5.2音乐程序 (18)3.6灯光控制模块 (21)3.7看门狗子程序 (21)3.8实验仿真 (22)结论 (23)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)附录1 (25)附录2 (26)第1章绪论1.1课题背景喷泉原是一种自然景观，是承压水的地面露头。

园林中的喷泉，一般是为了造景的需要，人工建造的具有装饰性的喷水装置。

喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。

喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子。

因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。

喷泉的原理是个动量守恒，从大半径管道到小半径管道，产生一个速度的变化，冲向背离地面的方向。

大半径的速度由泵带动，小半径中的速度是原来速度，与动量转化速度。

需要选择一个微元计算动量守恒，这样能求出一个速度，这个速度是出口速度，然后就是一个上抛运动了，这个是理想的情况，没有摩擦，没有风1.2 音乐喷泉的发展和现状北京石景山古城公园的音乐喷泉，在悠扬动听的音乐声中，喷水可产生五六种变化，时而转动如银伞，时而飘忽如玉带，时而如金蛇狂舞，时而旋转飞溅···喷出的花形有昙花、菊花、扶桑花、百合花和曼陀罗花，这是在80年代初期中国较早建设的一个音乐喷泉。

基于单片机的音乐喷泉控制系统设计任务书1．课题意义及目标学习并掌握单片机及相关知识；了解并掌握音乐喷泉控制系统的工作要求；在查阅资料的基础上，实现音乐播放，水泵控制等功能，完成系统整体方案设计；完成系统硬件设计，完成系统元器件的选型，在掌握电子线路图绘制工具软件的基础上，完成系统组成框图的绘制、完成相关电路图及系统原理图的绘制；完成系统软件设计。

2．主要任务(1)、阅读任务书，通过查阅相关资料，构建设计方案并充分论证，并撰写开题报告；(2)、进行系统总体设计，熟悉开发环境；(3)、系统硬件设计，系统软件设计；(4)、毕业设计说明书；3．主要参考资料[1]李晓林.单片机原理与接口技术[M] . 北京：电子工业出版社, 2013[2]徐沐龙.单片机原理及应用[M] . 北京：机械工业出版社, 2013[3]蒲珊珊.基于8751单片机的音乐喷泉控制系统设计[J] . 机械制造与自动化, 2011，24．进度安排审核人：年月日基于单片机的音乐喷泉控制系统设计摘要：在音乐喷泉控制系统设计中，通过两种喷泉造型方案的优缺点的比较，选择了最优的方案。

本设计主要阐述音乐喷泉的工作原理，并完成小型音乐喷泉系统的硬件结构和软件方面的设计改进。

控制系统以单片机为核心控制变频器、电磁阀和水下照明灯具等设备，实现音乐播放和喷头喷水同步的目的。

为了便于理解音乐喷泉的工作原理，本设计同时还简要介绍了元器件的参数和工作原理。

最后，利用Altium designer 软件绘制硬件原理图。

关键词：音乐喷泉，控制系统，单片机，变频器，电磁阀Music Fountain Control System Design Based On SCM Abstract：In the design of the control system about music fountain, the best music fountain modeling is chosen according to the comparison of two styling plans’ merits and demerits. This paper mainly describes the principle of musical fountain and completes the design of small scale music fountain system concerning about hardware and software. The control system within taking microcomputer as the core controls frequency transformer, solenoid valve, underwater lightings and other facilities. And it achieves the purpose of making music play to keep pace with water injection. In order to make others to understand the principle of music fountain easily, the paper also introduces components’ parameter and working principle briefly. In the end, the principle diagram of the hardware is drawn by taking advantage of the Altium designer software.Keywords: Music Fountain, Control System, SCM, Frequency Transformer, Solenoid valve目录1 前言 (1)1.1 课题研究背景和意义 (1)1.2 音乐喷泉的发展状况 (1)1.3 音乐喷泉的工作原理 (2)1.4 课题主要研究内容 (3)2 音乐喷泉造型和工作流程设计 (4)2.1 造型方案设计和选择 (4)2.2 水泵选择 (5)2.3 喷泉彩灯和喷头选择 (6)3 硬件电路设计及元器件介绍 (7)3.1 控制系统方案设计 (7)3.2 单片机原理与应用 (8)3.3 控制系统硬件设计 (10)3.3.1 喷泉控制系统组成 (10)3.3.2 接口芯片与单片机连接 (11)3.3.3 变频器选型 (14)3.3.4 电磁阀驱动电路设计 (16)3.4 硬件延时电路设计 (17)4 控制系统软件设计 (19)4.1 系统工作流程 (19)4.2 系统资源分配 (20)4.3 音乐控制码的编制........................................................................ 错误!未定义书签。

苏州工业园区职业技术学院 毕 毕业 业项 项目 目2011 届 2011年 5月 15日项目类别：毕业设计项目名称：基于单片机的音乐喷泉控制器设计 专业名称：应用电子技术姓 名 ：王健学 号 ：200800784班 级：电子08301指导教师：张筱云苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部： 电子工程系毕业项目类别：毕业设计毕业项目名称：基于单片机的音乐喷泉控制器设计指导教师：张筱云 职称：副教授/高工 类别：专职学 生：王健 专业：应用电子 班级：电子 083011、毕业项目的主要任务及目标任务：设计并制作一个基于单片机的校园音乐喷泉控制器,使其具有基本的 红外遥控、音乐播放、歌目显示、喷泉水柱随音乐频率及音量高低而变 化等控制功能。

目标:1) 完成单片机控制系统的控制电路、音乐喷泉声音、灯光和喷头水柱驱动电路的设计,提供相应的电路原理图、 软件源代码和音乐喷泉控制器 实验样机。

2) 完成一篇 7000 字以上（图文混排A4 15页左右）的设计报告。

2、毕业项目的主要内容1）单片机控制校园音乐喷泉软硬件方案设计；2）利用 PROTEL99 SE 画出系统硬件原理图（控制电路、音频数据采集与转换电 路、语音功率放大电路、显示及按键电路、电源电路等）；3) 使用C51语言编写步进电机控制驱动软件，利用Keil uVision3 编辑、编译， 利用proteus ISIS对部分硬件实施仿真调试；4) 硬件电路焊接、调试；5）系统调试，实现对音乐喷泉声音、灯光和喷头水柱的精确控制；（1）由液晶屏显示（播放状态、音量大小、歌曲序号、歌曲名等功能）；（2）红外遥控（播放、暂停、选曲、音量等功能）；（3）控制系统根据实时采集的音乐频率及音量经外围电路与单片机处理，最终 控制水泵、灯与喷头。

6) 写出相应得使用效果和改进意见。

3、主要参考文献1. 谢维成，杨加国，董秀成.单片机原理与应用及 C51程序设计[M].北京：清华大学出版社，2006.2. 林志琦，郎建军等.基于 Proteus 的单片机可视化软硬件仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.3. 周润景，张丽娜，刘印群.PROTEUS 入门实用教程[M].北京：机械工业出版社，2007.4. 彭伟.单片机 C语言程序设计实训100 例：基于 8051+Proteus 仿真[M].北京：电子工业出版社，2009.5. 何立民..MCS­51系列单片机应用系统设计－系统配置与接口技术[M].北京： 北京航空航天大学出版社，2001.6. 张筱云,李淑萍. C51 控制技术[M]. 校本教材7. 张筱云,李淑萍. 单片机扩展与接口技术 校本教材8. 51 单片机学习网：http：///9. 老古开发网： http：///10. 周立功单片机：http：///11. 单片机爱好者：http：///12. 单片机学习网：http：///13. 中国变频器网：/market/?key=1010114. 亚洲泵网：/4、进度安排毕业项目各阶段任务 起止日期1．资料收集 2 月 15 日之前2．方案制定 2 月 16 日∽2 月 25 日3．硬件设计 2 月 26 日∽3 月 10 日4．软件设计 3 月 11 日∽3 月 31 日5．硬件电路焊接和软硬件模块调4 月 1 日∽4 月 15 日试6. 音乐喷泉现场实物调试 4 月 16 日∽4 月 30 日7. 撰写毕业论文 5 月 1 日∽5 月 15 日8．后期完善与答辩准备 5 月 16 日∽5 月 21 日诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业项目报告/论文《基于单片机的音乐喷泉控制器设计》 是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。

第18卷第3期2020年6月实麟学与技术Experiment Science and TechnologyVol. 18 No. 3Jun. 2020•实验技术•基于单片机的音乐喷泉设计杨蕴哲\李昌祿2,杨业昆\张倪\晁志腾1(1.天津大学微电子学院，天津300072; 2.天津大学电气自动化与信息工程学院，天津300072)摘要：介绍了一个以MSP430F5529和STM32F103单片机为核心的小型音乐喷泉系统。

装置利用快速傅里叶变换 (FFT)从音频信号中提取出频谱，使用单片机P W M波控制喷泉水柱形状，使得喷泉水柱的高度实时显示出音乐频谱形 状。

同时也给出了双单片机各自的功能和互相通信的原理。

经实践验证，该系统采样准确，稳定可靠。

本装置的制作过程 理论与实践结合紧密，涉及单片机控制、F F T转换、双单片机串行通信和PW M波调制等内容，具有较高的理论和实践价值。

关键词：音乐喷泉；快速傅里叶变换；单片机控制；串行口通信中图分类号：TP368.2 文献标志码：A DOI: 10.12179/1672-4550.20190306Design of a Music Fountain Based on SCMYANG Yunzhe1,LI Changlu,YANG Yekun1,ZHANG Ni1,CHAO Zhiteng1(1. School of M icroelectronics, Tianjin University, Tianjin 300072, China;2. School of E lectrical and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)Abstract: A small size music fountain system has been built up with MSP430F5529 and STM32F103 as controllers. To extract the frequency spectrum, fast Fourier transform (FFT) is used calculated by SCM. And the height of water columns is determined by PWM waves, so that different water columns of the fountain show frequency spectrum of music. A method for two SCMs is intro­duced to communicate with each other. Through verification of experiments, the system is reliable and has a high accuracy in fre­quency sampling. Production process of this device involves SCM controlling method, Fast Fourier Transform, communication by serial ports, PWM waves and so on, which have high theoretical and practical value.Key words: music fountain; fast Fourier transform; SCM controlling; serial ports comnumication随着科技进步，人们的生活水平不断提高，对城市环境和日常艺术生活愈加重视。

目录摘要 (2)ABSTRACT (3)一、引言 (4)二、音乐喷泉系统硬件设计 (5)2.1、喷泉系统方案设计 (5)2.2、音乐喷泉系统工作过程 (5)2.3.0单片机电路 (6)2.3.1 、AT89C51单片机的主要特性 (6)2.3.2AT89C51管脚说明 (7)2.3.3、时钟电路 (7)2.3.4、复位电路和单片机最小系统 (8)2.4.0 AD转换 (9)2.4.1 ADC0832主要特点 (10)2.4.2 ADC0832引脚说明 (10)2.4.3ADC0832时序图 (10)2.5.0单片机AT89C51与ADC0832的连接 (11)2.6.0灯光电路 (12)2.7.0电机驱动电路 (12)2.8.0 电源电路 (13)2.9.0PWM脉宽调制 (14)三、音乐喷泉的软件设计 (14)3.1系统整体流程图 (14)3.2 音频信号处理软件设计 (15)3.3编译软件的选择 (16)3.4PWM 脉宽调制原理 (17)四、结论 (20)参考文献 (21)附录 (22)附录一总的原理图 (22)附录二元件清单 (23)附录三总程序 (24)摘要随着生活水平的提高以及对环境要求的提升，音乐喷泉以其较高的观赏性，给予了我们视觉的盛宴。

音乐喷泉以其独特的魅力，自然而然成为人们生活当中非常重要的一环。

闲暇之余，音乐喷泉在如今节奏飞快的社会生活当中，给予了我们另类的放松。

音乐喷泉是以AT89C51单片机为核心的小型音乐喷泉控制系统，这是一种控制相对简单，成本低但是容易推广的控制系统。

其系统原理以一个简洁的单片机控制电路，通过对输出输入的控制，根据音乐的强弱对电机、水泵进行控制，来达到控制水柱的高低。

通过输出地址，展现了不同类型的输出输入电路。

通过A/D转换电路对音频信号进行采样和处理，使音频信号影响灯光色彩和灯光光线明暗的变化。

关键词：单片机音乐喷泉单片机控制ABSTRACTWith the improvement of living standards and environmental requirements increase, the musical fountain with its high ornamental, gave us a visual feast. Musical fountain with its unique charm, which people naturally become a very important part of life. Spare time, musical fountain in which today's fast-paced social life, gave us an alternative relaxation.Musical Fountain is AT89C51 core of small musical fountain control system, which is a relatively simple controls, but is easy to promote low-cost control system. Their systems to a simple principle MCU control circuit, a control input through output, according to the strength of the music on the motor, pump control, to achieve control of water level. The output address, to show the different types of input and output circuits. / D conversion circuit for processing an audio signal by sampling and A, the audio signal in the lighting and lighting of light color shade variations.KEY WORDS: MCU musical fountain MCU control一、引言1930年，喷泉相关理论在德国出现。

小型音乐喷泉控制系统设计引言：随着人们对休闲娱乐需求不断增加，小型音乐喷泉得到了广泛的应用。

小型音乐喷泉控制系统是对音乐喷泉进行集中控制和管理的一种方案。

本文将介绍一个基于单片机的小型音乐喷泉控制系统设计。

一、系统设计要求1.实现音乐喷泉的开关控制；2.实现不同音乐节奏对应的喷水效果；3.实现自动播放音乐的功能；4.显示当前喷水状态和音乐节奏。

二、系统设计方案1.硬件设计硬件设计主要包括单片机选型、外围电路选型和连线设计。

单片机选型：由于小型音乐喷泉控制系统需要实现一定的逻辑功能，建议选择具备较强计算能力和丰富外设接口的单片机。

比如STM32系列单片机。

外围电路选型：由于音乐喷泉需要对喷水泵、灯光和音乐进行控制，因此需要选用适当的驱动电路和接口电路。

如可选用继电器驱动电路、MOSFET开关电路和音频输出电路等。

连线设计：根据单片机和外围电路的选型，设计相应的连线方案，保证信号的传输和电流的通畅。

2.软件设计软件设计主要包括系统的整体框架设计和功能实现。

整体框架设计：根据系统的要求，设计系统的整体结构，包括主控制程序、音乐播放程序和显示程序。

功能实现：根据系统的要求，设计相应的功能实现算法。

比如开关控制功能可以通过按键输入和状态切换来实现；喷水效果可以通过控制喷水泵的开关和泵的工作间隔来实现；音乐节奏可以通过时间间隔控制和音频输出来实现。

3.调试与测试在硬件连线完成和软件编码完成后，需要进行系统的调试与测试。

通过对系统的功能模块进行测试，发现问题并进行修复，直到系统完全符合设计要求为止。

三、系统工作流程1.初始化：系统上电后，进行硬件初始化和软件初始化。

包括外设的初始化、中断的配置和变量的初始化等。

2.等待命令：系统进入等待命令状态，等待用户输入开关控制命令。

3.开关控制：根据用户输入的命令，切换系统的开关状态。

比如按下开关按钮，系统进入工作状态；再按一次开关按钮，系统停止工作。

4.喷水控制：当系统进入工作状态后，根据当前音乐节奏和喷水效果参数来控制喷水泵的开关。

基于单片机喷泉控制系统的设计摘要随着科学技术的不断发展和生活水平的不断提高，尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。

因此以高新技术为主的各种新型水景工程：现代雕塑、音乐喷泉、激光水幕电影、超高喷泉、超大瀑布、百米跑泉、跳跳泉等，都在我国相继出现。

程控花式...<p>摘要<br />随着科学技术的不断发展和生活水平的不断提高，尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。

因此以高新技术为主的各种新型水景工程：现代雕塑、音乐喷泉、激光水幕电影、超高喷泉、超大瀑布、百米跑泉、跳跳泉等，都在我国相继出现。

程控花式喷泉是将现代控制技术应用于人工喷泉，通过程序来控制喷泉的水姿变化，成为一种新的喷泉艺术形式。

作为一种控制用微处理器，包含有基本的软硬件资源。

本文采用了单片机控制技术，给出了单片机控制电路，水泵控制电路，彩灯控制电路及部分单片机I／O口初始化程序。

随着科学技术突飞猛进的发展，变频调速器技术正大步走进喷泉控制领域，发挥着不可替代的作用。

单片机的输出通过数模转换来驱动变频器，通过变频调速技术对电泵进行调速，实现程序控制喷泉的高度，不仅能够进行多种水型切换，而且能控制喷泉水柱上下起伏。

同时单片机还通过中间继电器来控制彩灯的亮灭。

实现了对喷泉的水、光协同控制。

<br /><br />关键词：人工喷泉，单片机控制技术，变频器<br /><br />ABSTRACT<br /><br />With the continuous development of science and technology, as well as the rising of living standards, fountains plays a particularly important role in the construction of city and community environment .Therefore, new types of water features works based on high and new technology have come true one after another in our country, such as modern sculpture, music fountain, laser water curtain film, ultra-high fountain, large waterfalls, sprint Springs, jumping springs. Programmable fancy fountain is the artificial fountain based on modern control technology with which the posture of the water is controlled by programmed microcontroller .This becomes a newkind of fancy art form. As a kind of microprocessor controller, SCM includes a basic hardware and software resources. In this paper, the design is base on microcomputer control technology. There developed specific program. MCU controller circuit, pump controller circuit, Carnival controller circuit and part of the microcontroller I / O port initialization process are established. With the development of technology the Variable Frequency Speed plays a more and more important role in the fountain area. Through the digital-analog converter the SCM output can be used to drive the transducer. By the technology of the Frequency Conversion we can not only switch the water type but also make the water column up and down. Meanwhile microcontroller can control the carnival by the intermediate relay. Then we can control the water and light of the fountain cooperatively. <p class='Jmn780'></p> <br /><br />KEYWORDS：Artificial fountains，SCM Control technology，Frequency converter<br /><br />要实现喷水高度的连续控制，就必须能够调节喷头出水水压，而通过调节水泵转速可以达到平滑调节水压的目的。

毕业设计（论文）手册（2015）届题目：基于单片机控制的音乐喷泉专业：电气工程及其自动化班级：电自动化1143学号：31姓名：王嘉旭指导教师：赵蕊职称：讲师成绩：优秀吉林工程技术师范学院教务处制二Ｏ一四年十一月毕业设计（论文）选题论证书毕业设计（论文）任务书题目：基于单片机控制的音乐喷泉电气工程系（分院）电自动化专业 1143 班学生姓名：王嘉旭学号： 31指导教师：赵蕊职称：讲师教研室主任：高纯斌系（分院）主任：许建平任务书下发日期：2014年 12 月 26 日吉林工程技术师范学院教务处制本科生毕业设计（论文）开题报告题目_基于单片机控制的音乐喷泉_院（系）__ _电气工程学院_ __专业_ _电气工程及其自动化_ _班级__ __电自动化1143姓名________王嘉旭__指导教师___ ___赵蕊_ __开题时间___ 2015年4月3日_吉林工程技术师范学院教务处制一、课题研究意义二、研究方案三、设计（论文）课题评议四、考核组成员毕业设计（论文）指导教师评阅意见注：优（90分以上）；良（80～89）；中（70～79）；及格（60～69）；不及格（60以下）毕业设计（论文）指导教师评定成绩标准注：如属论文且无设计图纸则将第11项的得分加到第12项中毕业设计（论文）评阅人评阅意见注：1.参照评价项目内涵与标准，A为合格、B为基本合格、C为不合格；2.有1个C，需修改后答辩，有1个以上C不同意答辩。

毕业设计（论文）答辩记录毕业设计（论文）答辩小组评语及综合成绩注：优（90分以上）；良（80～89）；中（70～79）；及格（60～69）；不及格（60以下）毕业设计（论文）答辩成绩评定标准附录:毕业设计论文任务书等材料打印说明毕业设计论文手册（工科专业16K）统一为16K纸型，其第10页（毕业设计（论文）指导教师评定成绩标准）打在第9页（毕业设计（论文）指导教师评阅意见）背面，第14页（毕业设计（论文）答辩成绩评定标准）打在第13页（毕业设计（论文）答辩小组评语及综合成绩）背面。

毕业设计报告题目基于AT89C51单片机的音乐喷泉控制系统设计系别电子工程学院专业微电子液晶显示班级1101学生姓名闻佳学号100110227指导教师钱香2012年4 月基于AT89C51单片机的音乐喷泉控制系统设计摘要：随着人们生活水平的提高和建立绿色城市的向往，音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能，愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品,音乐喷泉的兴建也越来越多。

根据目前音乐喷泉的发展现状，介绍了一个以AT89C51单片机为核心的小型音乐喷泉控制系统。

给出了一个简洁的单片机控制电路，分析了输出地址，描述了不同类型的输出电路和输入电路；介绍了从特定构造的喷池中获得决定喷池动作的喷池数据的原理；给出了主程序框图和看门狗子程序。

采用程序控制来控制花型。

音频信号还影响灯光色彩和灯光光线明暗的变化。

从而使灯光色彩、灯光的闪烁和喷泉水姿随音乐节奏而变化。

关键词：音乐喷泉；单片机；单片机控制；喷池数据Control system of mini type music Fountain based onAT89C51 SCMABSTRACT：With the improvement of people's living standard and yearn for building green city, music fountain is more and more popular for its unique charm and special function large numbers of music fountain is increasingly built.According to the present situation of music fountain now, control system of mini type music Fountain based on AT89C51 SCM was introduced．A succinct SCM control circuit was pre—to obtain data from a specific fountain pool .Was elaborated，which will affect actions of the p001．Finally, the structure drawing of main program and the watchdog program were put forward. The flower shapes are controlled by program controlling or man-made keystroke controlling electromagnetic valves. The color、the light and shade of ray are changed by musical signals. So that the color、the light and shade of ray、the spr ing form is changed with music’s rhythm when music is played．Key Words: music fountain；SCM；SCM control；watchdog program目录第1章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2 音乐喷泉的发展和现状 (5)第2章音乐喷泉控制系统硬件设计 (7)2.1 控制系统硬件总体设计方案 (7)2.2音乐信号的采集 (7)2.2.1 音频放大电路的设计 (7)2.2.2 采样定理 (9)2.3 单片机电路 (10)2.3.1 单片机的概述 (11)2.3.2 时钟电路的设计 (12)2.4 AD转换电路 (12)2.4.1 ADC0809与单片机89C51的连接 (13)2.4.2输入电路 (14)2.5潜水泵调速硬件方案设计 (14)2.6灯光硬件方案设计 (15)2.7解决系统时间滞后硬件电路设计 (16)第3章喷泉控制系统软件设计 (18)3.1喷池数据 (18)3.2主程序框图 (19)3.3 控制潜水泵软件设计模块 (19)3.3.1 潜水泵开关调速的原理 (20)3.3.2潜水泵开关调速的软件设计 (21)3.4控制电磁阀软件设计模块 (22)3.5 歌曲存储模块 (23)3.5.1音频脉冲的产生 (23)3.5.2音乐程序 (24)3.6灯光控制模块 (27)3.7看门狗子程序 (28)3.8实验仿真 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)附录1 (34)附录2 (35)第1章绪论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。