2013：基于单片机的音乐喷泉设计开题报告

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。

基于单片机的音乐喷泉系统设计摘要：随着科技进步和经济快速发展，人们对精神层面的要求也越来越多，音乐喷泉以其独特的魅力，愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品。

目前市面上的小型音乐喷泉尚存在协调性差、安全性欠缺等缺点。

本文根据音乐喷泉现状设计一种基于单片机的小型音乐喷泉系统。

系统通过仿真实现音频放大、数据采集、根据AD值大小控制彩灯、通过PWM控制水泵转速、感应人体并自动报警等功能，系统操作简单、更换方便、性价比高，有良好的市场应用前景。

关键词：单片机音乐喷泉彩灯控制LM386芯片0 引言音乐喷泉是流动的艺术，美轮美奂的音乐喷泉给人以无限的享受。

在现代城市园林景观设计中，水是不可缺少的组成部分，音乐喷泉是重要的景观之一，因此在公园设计、城市规划和小区景观设计中，音乐喷泉的设计与应用至关重要[1]。

在许多公共场合，喷泉只能看到不断发生变化的水型，没有音乐的节奏和旋律，注视它不可避免会感到沉闷。

此设计由于成本低、体积小以及各种形式水柱状和形态转换，充分体现了水的活力及音乐的魅力。

它可以在一些小型的优雅餐厅、花园、酒店、学校和其他地方使用，以便更多地方的人们可以感受到音乐喷泉的美感。

1 系统方案设计本系统的设计采用STC89C52单片机，音频信号通过放大电路后播放音乐，同时放大后的音乐进入AD转换芯片转换为数字信号后进入单片机，再由单片机通过程序处理输出信号控制电机转速，同时控制发光二极管的亮灭，在这期间如果有人距离音乐喷泉过近，还会发出警报提醒行人。

2 硬件系统设计2.1 音乐信号放大模块外部音源的幅度一般较弱，因此要对原音频信号进行放大处理后送入A/D转换器进行模数转换。

本模块主要采用LM386芯片，具有功耗低、电压增幅可调节、总谐波失真小等特点。

LM386采用双列8脚封装结构，它的工作电压为5V，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%，电压放大倍数为20。

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。

毕业设计任务书1．课题意义及目标一个好的音乐喷泉就是一个精美的艺术品，可以美化环境、愉悦身心。

而其控制系统是整个音乐喷泉的关键，所以对音乐喷泉控制系统的研究具有很大的经济效益和社会效益。

通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解音乐喷泉控制方案比选、硬件结构架设以及软件程序编写等方面的设计规范、原理方法及设计思想等内容，为学生在毕业后从事相关工作打好基础。

2．主要任务本课题要求用单片机作为控制核心，设计出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。

输入为与音乐强弱成正比的电压信号，输出为对水泵转速或阀门的控制量。

实现乐曲演奏、乐曲选择、喷泉水柱控制、彩灯控制等功能。

3. 主要参考文献[1]肖玲琍.音乐喷泉与现场总线技术[J]北京建筑工程学院学报,2003,(03)[2]陈一民,刘云超,陈琳,李元.音乐喷泉系统的可视化设计及实时仿真[J]计算机工程,1999,(08)[3]孙育才.供水系统设计[M].湖北:水利电力出版社,1979:40-45[4]任致程.实用电动机控制电路350例[M].北京:人民邮电出版社,2002:132—134[5]吴仁华，祁大勇．灯光控制系统的设计．北京:北京航空航天大学学报，2003:35-354．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1熟悉题目,明确设计要求,确定思路,准备开题2014.03.03—2014.03.12 2系统各功能的硬件设计2014.03.13—2014.03.30 3系统软件设计与调试2014.03.31—2014.04.30 4系统的整体测试与分析2014.05.01—2014.05.31 5撰写毕业论文,准备答辩2014.06.01—2014.06.20基于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。

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。

plc音乐喷泉开题报告PLC音乐喷泉开题报告一、引言PLC（可编程逻辑控制器）音乐喷泉是一种结合音乐和水景的艺术装置，通过控制水流的喷射和灯光的变化，配合音乐的节奏和旋律，创造出一种独特的视听效果。

本文将探讨PLC音乐喷泉的设计原理、技术要点以及应用前景。

二、设计原理PLC音乐喷泉的设计原理基于PLC控制技术和水泵系统。

通过PLC控制器，可以实现对水泵、灯光和音乐等元素的精确控制。

首先，根据所选音乐的节奏和旋律，编写相应的程序，将其转化为PLC控制指令。

然后，通过PLC控制器对水泵系统进行控制，调节水流的喷射高度、方向和频率。

同时，灯光系统也会根据音乐的节奏和旋律进行变化，增强视觉效果。

通过这种方式，PLC音乐喷泉能够精确地与音乐同步，呈现出一种奇妙的艺术效果。

三、技术要点1. PLC控制器选择：为了实现对音乐喷泉的精确控制，选择一款功能强大的PLC控制器至关重要。

控制器需要具备高速响应、多通道输入输出、稳定可靠的特点，以确保喷泉的运行和效果。

2. 水泵系统设计：水泵是音乐喷泉的核心部件，其性能直接影响到喷泉的效果。

根据需求选择合适的水泵类型和规格，并设计合理的供水系统，以保证水流的稳定和喷射的精确性。

3. 灯光系统设计：灯光是音乐喷泉的重要组成部分，通过改变灯光的颜色、亮度和变化模式，能够增强喷泉的视觉效果。

因此，在设计灯光系统时，需要考虑到不同颜色灯光的组合、灯光控制方式以及与音乐的同步效果。

4. 音乐编程：音乐编程是实现音乐喷泉的关键步骤。

通过将音乐转化为PLC控制指令，实现对水泵和灯光的精确控制。

音乐编程需要根据音乐的节奏和旋律，编写相应的算法和程序，以确保喷泉与音乐的同步效果。

四、应用前景PLC音乐喷泉作为一种新颖的艺术装置，已经在公共场所、城市广场、主题公园等地得到广泛应用。

它不仅可以为人们带来视听盛宴，还能够成为城市夜景的一道亮丽风景线。

此外，PLC音乐喷泉还可以应用于各种庆典活动、演出表演和商业广告等场合，为活动增添一份独特的魅力。

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。

1 绪论1.1 设计背景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，适应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。

本课题针对旅游景点内设计了观赏性的小型“音乐喷泉”。

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，并控制多个电磁阀的开闭动作和水泵的动作，解决系统中信号的同步性问题。

1.2 音乐喷泉的现状和发展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年代初期中国较早修建的一个音乐喷泉。

南昌的秋水广场是由“落霞与孤雁齐飞，秋水共长天一色”的意境而得名，秋水广场就是以喷泉为主题，集旅游、观光、购物的大型休闲广场。

他的音乐喷泉最吸引人注目，是国内最大的音乐喷泉群，泉水面积1.2万平方米，主喷高达128米，是南昌的一倩丽景观，人们可以一边欣赏音乐，一边观看滕王阁的美景。

新加坡圣陶沙旅游区的音乐喷泉的设计与效果也是值得参考的，它布置在一个空旷而略有坡度的空间，面积很大，与圣陶沙车站前的长形喷水池共同组成为一个长达数百米的综合系列喷泉，音乐喷泉位于系列喷泉的顶端。

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。

音乐喷泉开题报告
摘要
本文探讨了音乐喷泉的设计原理、技术细节和实现。

首先，本文阐述了音乐喷泉的概念，它是一种能够将水和音乐结合在一起的装置，可以通过特殊的设计，使水通过音乐控制而变化，形成有节奏性的波动，从而实现音乐动感的效果。

其次，本文提出了分析音乐喷泉的设计原理，主要包括：水泵及控制系统、水管及水力系统、喷水系统和水流设计系统。

紧接着，本文概括了音乐喷泉的实现，首先搭建好水喷泉的硬件系统，然后通过安装音乐控制系统实现水流变化外，还可以借助灯光系统和视频系统，从而增强音乐喷泉的动态和艺术效果。

最后，本文还介绍了音乐喷泉的应用，它可以作为一种艺术来增加建筑美观度，或者作为一种社交娱乐来引发互动，两者都对城市的改建有重要意义。

关键词：音乐喷泉，水泵，水管，喷水，灯光，视频
Introduction
Music Fountain Design Principles
Implementation。

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
（3）方案三：基于单片机的音乐喷泉控制系统
采用以AT89C51为核心的单片机控制方案。

利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，能够简单而又实用的将乐曲控制喷泉的动作。

而且以AT89C51为核心的嵌入式控制器，具有性价比高，体积小，易于操
作等有点。

因此本文采用该方案。

该系统框图如下图所示。

图1 系统总体框图
音乐的播放可在开启喷泉时，由外部设备如VCD、DVD等设备播放，也可由计算机播放。

根据有无音乐信号（计算机上播放或外部输入），启停喷泉。

当有音乐信号时，获取声音强度，通过模拟量卡、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。

单片机控制系统具有启动喷泉、灯光，捕获音乐，产生输出控制，显示当前音乐，喷泉、灯光状态，停止喷泉、灯光等功能，同时对各组喷头进行一定时间内的一定规则内的随机轮换。

系统实现了乐曲演奏、乐曲选择、乐曲序号显示、喷泉水柱控制、彩灯控制等功能。

物体振动产生声音，而振动的频率决定音调高低，因此使用单片机控制输出不同频率的信号，就可以产生不同的音调；利用单片机的计时系统可以控制各个音调的时间，即实现节拍的控制。

音调和节拍按照乐谱排列就实现了乐曲演奏的功能。

喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调都有对应
说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。

届毕业论文（设计、创作）开题报告研究目标、研究内容和准备解决的问题:1•目标：通过设计一个以STC89C52单片机为核心的音乐喷泉可以实现声音的采集、音乐的播放、水泵的自动控制、彩灯的变化。

是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的音乐喷泉，具有一定的实用价值。

2•内容：对该检测与报警系统进行整体功能分析，主要实现硬件和主要软件程序方面的设计，对其所选择的主要芯片作简单介绍，分模块来实现其各个部分的功能，做出相应的整体原理图3.准备解决的问题：如何设计一种单片机音乐喷泉系统，可以通过AD米集获取声音信号、并通过LED显示，喇叭播放，水泵输出。

拟采取的方法、技术或设计（开发）工具：本设计主要以MCS-51系列单片机STC89C52为控制核心，它自带8K的FLASH程序存储器，它的核心处理单元为8位。

数据处理主要是对数字声音信号进行AD采集，并进行逻辑判断，根据数据的具体情况输出到LED灯控制和喇叭播放、水泵控制。

整个单片机应用系统的设计分为硬件电路设计和软件编程设计两大部分；其中硬件电路设计包括声音采集电路，LED灯电路、水泵电路，单片机控制电路。

软件设计部分包括系统主程序，声音信号采集子程序，LED灯控制子程序和输出驱动水泵子程序，均采用51系列C语言编程实现。

预期成果：1 •毕业设计成果系统整体框图、整体原理图、模块原理图、主要程序模块2.毕业论文进度计划：2009.12.1 - 201035:查找资料、搜集相关素材2010.3.6 - 2010.3.26:完成需求分析2010.3.27 - 2010.4.7: 完成概要设计2010.4.8 - 2010.4.15:完成详细设计2010.4.16- 2010.4.28:完成编码2010.4.29 - 2010.5.4: 完成软件测试2010.5.5 - 2010.5.15:整理资料、撰写毕业论文2010.5.16- 2010.5.20:根据导师要求，完善毕业设计和论文指导教师对选题报告的意见:2009年12月1日指导教师签名:。

基于音乐特征识别的喷泉控制系统研究的开题报告一、选题背景随着科技和艺术的不断发展，越来越多的艺术作品和互动表现形式中融入了科技元素。

其中，音乐和水景结合的喷泉表演已经成为了一种热门的艺术表现形式。

然而，目前大多数音乐喷泉表演都是通过人工控制的，缺乏自动化和智能化。

因此，通过开发一种基于音乐特征识别的自动化喷泉控制系统，可以提高表演的质量和观赏性，也能够节省控制人员的人力成本，具有重要的实用价值。

二、研究内容和目标本课题旨在实现一种基于音乐特征识别的喷泉控制系统，使喷泉的高度、喷射方向、喷泉量等能够根据音乐特征实时调整，实现音乐与水景的完美结合。

具体研究内容包括：1. 音乐特征处理与分析：通过计算音频的时域、频域、时频特征等，对音乐进行特征分析和处理，提取能够反映音乐节奏和旋律的特征。

2. 喷泉动态控制：利用Arduino等微控制器进行动态控制，根据音乐特征实时调整喷泉的高度、喷射方向和量。

3. 系统集成和测试：将音乐特征处理与分析方法与喷泉动态控制方法进行系统集成，进行实际的控制效果测试和优化。

本课题的最终目标是实现一种能够自动识别音乐特征，实现智能化动态控制的喷泉控制系统，以提高音乐喷泉表演的观赏性和艺术性，为特殊场合的表演提供更加高效、准确、精致的控制方案。

三、研究方法和技术路线本课题的研究方法主要包括理论研究、实验研究和系统集成测试。

研究技术包括音频特征分析和处理技术、Arduino动态控制技术、传感器技术等。

具体研究方向和技术路线如下：1. 音频特征分析和处理技术的研究（1）音频特征分析算法的研究和选择（2）音频特征处理和分类算法的研究和优化（3）音乐和水景元素的匹配研究2. 喷泉动态控制技术的研究（1）Arduino控制方案的设计和实现（2）传感器技术的应用研究（3）喷泉控制系统算法的研究和实现3. 系统集成和测试的研究（1）系统集成方案的设计和实现（2）实验室实验和模拟测试（3）现场测试和效果优化四、论文结构安排第一章引言（1）选题背景和意义（2）研究内容和目标（3）研究方法和技术路线（4）论文结构安排第二章音乐特征分析与处理技术（1）音频特征分析和处理算法初探（2）基于FFT和DWT的特征提取算法研究（3）特征处理和分类算法的研究和实现第三章喷泉动态控制技术（1）Arduino控制方案研究（2）传感器技术的应用研究（3）喷泉控制系统算法的研究和实现第四章基于音乐特征的喷泉控制系统设计与实现（1）系统设计方案（2）系统集成与测试（3）现场测试和效果优化第五章结论与展望（1）研究总结（2）问题与不足（3）未来发展方向五、预期成果和创新性本研究旨在实现一种能够自动识别音乐特征，实现智能化动态控制的音乐喷泉控制系统，提升音乐喷泉表演的观赏性和艺术性。