音乐数字彩灯控制器课程设计说明书

郑州科技学院
模拟电子技术课程设计任务书
专业班级学号姓名
一、设计题目音乐彩灯控制器
二、设计任务与要求
1. 采用直流5V电压供电；
2. 电路中设有控制开关，当开关闭合时，电路中红、黄、绿三种颜色的发光二极管按音乐规律发光，若开关断开，则发光二极管不亮；
3. 设计电路原理图，进行元件焊接调试并撰写设计报告。

三、参考文献
[1] 童诗白，华成英. 模拟电子技术（第四版）. 北京：高等教育出版社，2006
[2] 陈梓城. 实用电子电路设计与调试. 北京：中国电力出版社，2006
[3] 谢自美. 电子线路设计、实验、测试，第二版. 武汉：华中科技大学出版社，2000
[4] 李万臣. 模拟电子技术基础实验与课程设计. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001
四、设计时间
2013 年5 月日至2013 年5月日
指导教师签名：
专业负责人签名：
年月日。

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。

1.设计意义与要求1.1设计意义随着社会与科技的发展，音乐数字彩灯控制器在商业中有很大的用途，特别是在广告产业中的作用越显重要。

同时推着时代的进步，对音乐数字彩灯控制也有更高的要求。

目录一、方案介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯02设计内容、设计要求、软件学习、实验原理图、电力系统概括、试验构造分块二、条件及主要参数表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯05电源电路、语音信号的输入、放大多数、滤波选频部分、整流器的工作原理与设计、阶梯波与同步脉冲实现幅度控制、输出显示部分三、主要参数算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13音乐彩灯控制器原理电路图四、果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14仿真电路图及仿真结果五、果剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15实验工作原理六、述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16心得领会七、参照文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18一、设计方案简介音乐彩灯控制器是用音乐信号控制多组颜色的彩灯，利用其亮度变化反应音乐信号的强弱，进而使灯的变化规律与音频信号的规律及评论大小相对应，是一种将听信号变换为是信号的装置，用来调理听众赏识音乐时候的氛围和情绪。

1、设计内容设计一台音乐声响与彩灯灯光互相组合的彩灯控制电路。

要求电路把输入的音乐信号分红高、中、低三个频段，并分别控制三种颜色的灯。

每组彩灯的亮度随各自输入音乐信号大小分八个等级。

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mie。

2、设计要求高频段 2000~4000Hz,控制蓝灯；中频段 500~1200Hz,控制绿灯；低频段 50~250Hz,控制红灯；电源电压沟通 220V，输入音乐信号≧10mV.。

3、PROTEL软件学习：（1）第一成立一个专用文件夹，用以集中寄存有关电路设计文件，便于管理；（2）当直接双击“PROTEL99SE”图标后，进入第一层“Design Explorer ”设计管理器窗口；（3）在这个窗口中，可对设计数据库成立等操作，第一要成立一个新的设计数据库。

点击命令出现成立新的设计数据库路径对话框；（4）成立设计数据库后，就要成立需要的各种电路设计文件。

在进入一个设计数据库后，履行命令后弹出新文档对话框，选摘要增添文件种类后单击OK，新建电路设计文件及增添到了设计数据库中。

电子技术课程设计目录第一章设计题目 (3)第二章设计任务和要求 (3)第三章题目分析及内容摘要 (3)第四章整体构思或方案选择 (4)4.1 设计思路 (4)4.2 控制器原理框图 (5)第五章具体实现 (5)第六章各部分定性说明与计算 (5)6.1 音乐节奏控制原理 (5)6.2 音乐音量控制器 (8)6.3 音乐音调控制器 (10)6.4音乐彩灯控制器总体电路图 (13)6.5元件清单表 (14)第七章设计收获、体会和建议 (15)第八章参考文献 (16)一．设计题目课题：音乐彩灯控制器彩灯因为它的色彩而为人的视觉带来了美的享受，可以缓解人的疲劳和紧张心情，当下已经随处可见它的足迹了。

而音乐则是为大家接受的休闲方式，他能安抚认得听觉，让人随着音乐的节奏，音高，音调起伏，而身心放松。

于是可以设想将二者合二为一的效果，既可以听音乐而且在听音乐的同时还能观赏到随着音乐变化而发生相应变化的灯光效果和图案，这种既有视觉又有听觉的享受，将为人们带来更加丰富的休闲效果。

本实验的主要课题是设计出一个彩灯控制器电路，通过对输入的音乐信号的三种处理来达到控制彩灯的效果，分为对音调，音量响度和节奏。

二．设计任务和要求(1) 任务设计一种组合式彩灯控制电路，该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设计实验。

(2) 要求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，另一部分灯点亮。

三．题目分析及内容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。

是听众在听音乐的同时还可以观赏到丰富多彩的彩灯变化，制造出视觉与听觉的双重享受。

本文主要包括以下内容：1、设计音乐信号放大电路，将输入的音频信号放大后输入到控制器。

2、555定时器构成单稳态输出实现音乐大小控制彩灯。

课程设计任务书课题名称音乐数字彩灯控制器姓名专业班级学号指导老师刘建课程设计时间一、任务及要求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二、进度安排第一周：周一：课题内容介绍和查找资料；周二～周三：方案设计，电路仿真，周三下午检查设计方案及仿真结果；周四～周日：周四上午领元器件；安装、调试电路；第二周：周一～周三：安装、调试电路；周四：验收电路，收元器件，整理实验室，撰写设计报告，打印相关图纸；周五：答辩，收设计报告。

三、参考资料1、贾立新，王涌.电子系统设计与实践(第2版).清华大学出版社.2011.22、谢自美. 电子线路设计、实验、测试(第3版).华中科技大学出版社.2013.83、汤山俊夫.数字电路设计与制作.科学出版社.2005.4目录一、课程设计的任务要求 (1)二、设计方案 (2)(一)整体设计 (2)(二)芯片设计 (2)(三)电路设计 (5)三、单元电路（子模块，子程序）分析 (5)(一)自然数列 (5)(二)奇数列 (5)(三)偶数列 (6)(四)音乐数列 (6)(五)总控制 (6)四、系统仿真/测试 (7)五、电路安装调试 (10)(一)安装 (10)(二)调试 (11)(三)故障 (13)(四)产生故障的主要原因及解决方法 (13)六、元件清单 (13)七、总结 (14)一、课程设计的任务要求(一)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）。

引言这次的课程设计主要是通过计数器，译码器来实现的，这个音乐数字彩灯控制电路实质上就是循环发出一系列的有规律的数列，并通过数码管显示出来。

这里主要使用的就是计数器，计数器在时序电路中应用很广泛，它不仅可以用于对脉冲进行计数，还可以用于定时等其他功能。

运用计数器的不同功能和不同接法就可以实现不同的序列输出。

这次的实验内容需要是数码管能够按照要求依次输出自然数序列，计数序列，偶数序列还有音乐序列。

为了实现这个循环输出的功能，经过分析可以用2线—4线译码器和四进制加计数器来控制四个计数器来实现对数列循环输出。

脉冲信号可根据555定时器来设计一个多谐振荡器来产生方波，通过方波来驱动计数器工作。

由于自然数序列和音乐序列与计数序列和偶数序列的频率有2倍的关系，为了使数字显示时间根本相等所以需要用JK触发器来设计一个分频电路。

通过以上的准备分析，这次的实际的原理电路那么可以根据以上绘出。

音乐数字彩灯彩灯控制器1 设计意义及要求1.1设计意义音乐数字彩灯控制器在现实生活中有很广泛的商业用途，常用于商业广告等各个领域，随着时代的进步也对音乐数字彩灯控制器有了更高的要求。

通过本次音乐数字彩灯控制器的设计与制作是自己有时机将自己所学的知识应用到生活实践中，增强学生理论联系实践的能力。

进一步学习掌握组合逻辑电路与时序逻辑电路的设计、组装与调试的方法。

熟悉各种重用芯片的功能与使用的技巧。

通过本次小组合作，学会与团队成员相互学习，相互帮助的方法。

同时锻炼了自己分析电路以几查找问题的能力。

1.2 设计要求设计要求1.运用所学的模电知识和数字电路知识；2.用到的原件：实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片或微处理器等。

初始条件1.数码管自动一次显示数字列队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〕。

数字彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字彩灯控制器的基本工作原理，掌握其电路组成和功能。

2. 学会使用数字彩灯控制器进行简单的编程，以实现不同的灯光效果。

3. 掌握数字彩灯控制器相关术语和概念，如：亮度调节、模式切换、定时控制等。

技能目标：1. 能够独立完成数字彩灯控制器的组装和调试。

2. 能够运用所学的编程技巧，设计并实现个性化的彩灯效果。

3. 能够通过实际操作，解决数字彩灯控制器使用过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新精神和实践能力。

2. 培养学生团队合作意识，学会在团队中发挥个人作用，共同完成任务。

3. 增强学生对科技与生活的联系的认识，体会科技带来的便捷和美好。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的年级，喜欢探索新事物，具备一定的电子技术基础。

教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的实践操作能力。

同时，关注学生的个体差异，提供个性化的指导和支持，确保课程目标的达成。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活和创新实践中。

二、教学内容1. 数字彩灯控制器基础知识：介绍数字彩灯控制器的基本原理、电路组成及其功能，关联课本第三章内容。

- 原理：微控制器的基础知识，数字信号与模拟信号转换。

- 电路组成：微控制器、电源模块、驱动模块、按键和显示模块等。

- 功能：亮度调节、模式切换、定时控制等。

2. 数字彩灯控制器编程技巧：学习控制器编程方法，设计不同的灯光效果，关联课本第四章内容。

- 编程环境：介绍控制器编程软件的使用方法。

- 编程技巧：基础编程语法，灯光控制指令的使用。

- 效果设计：实现追逐、闪烁、渐变等灯光效果。

3. 实践操作：动手实践，组装和调试数字彩灯控制器，关联课本第五章内容。

- 组装：按照电路图组装控制器，熟悉各个模块功能。

目录1 前言 (5)1.1 技术指标 (5)1.2 要求完成的任务 (5)2 设计任务分析 (5)3 系统设计方案 (7)4 单元电路分析与设计 (7)4.1 同步脉冲发生器和阶梯波发生器的工作原理和设计 (7)4.2 带通滤波器的工作原理和设计 (10)4.3 精密整流器的工作原理和设计 (11)4.4 电压比较器和同步脉冲控制电路 (11)4.5 10mV音乐信号鉴别器的原理与设计 (12)5 系统原理电路及印刷电路的绘制 (13)5.1 系统原理电路 (13)5.2 印刷电路的绘制 (15)6 心得与体会 (15)参考文献 (16)附录 (17)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，利用其亮度变化反映音乐信号。

是一种将听信号转换为视信号的装置，随着音乐节奏的起伏彩灯的亮度有节奏得变换来调节听众欣赏音乐时的情绪和气氛。

1.1 技术指标要求电路把输入的音乐信号分为高、中、低三个频段，并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的大小分八个等级。

输入信号最大时，彩灯最亮。

当输入音乐信号的幅度小于10mV时，要求彩灯全亮。

（1）高频段 2000Hz一4000Hz 控制蓝灯（2）中频段 500Hz一1200Hz 控制绿灯（3）低频段 50Hz一250Hz 控制红灯（4）电源电压交流220V，输入音乐信号≥10mV。

1.2 要求完成的任务（1）计算参数，安装、调试电路。

（2）画出总电路图，写出设计总结报告。

2 设计任务分析图1是一个双向可控硅控制灯泡亮度电路，图2为控制波形图。

如果输入交流220V正弦波电压过零点时在双向可控硅的控制极和阴极之间连续加入幅度大于3V，宽度大于1ms的同步触发脉冲，可控硅就可连续导通，忽略可控硅导通压降，正弦波电压将全部加到灯泡上，灯泡最亮。

如果触发脉冲消失，可控硅就会在输入正弦波电压下一个过零点时自然截止，灯泡熄灭。

可以设想，把同步触发脉冲每八个分为一组，利用音乐信号的大小控制每组脉冲出现的个数，就可以控制加在灯泡正弦波半波的个数，从而也就控制了灯泡的亮度。

学号：课程设计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姓名指导教师李彬杨莉2013年7月3日目录引言1 设计意义及要求 (1)1.1 设计意义 (1)1.2 设计要求 (1)2 方案设计 (2)2.1 设计思路 (2)2.2 方案设计 (3)2.2.1设计方案一电路图 (3)2.2.2设计方案二电路图简单说明 (4)2.3 方案比较 (5)3 部分电路设计 (6)3.1 脉冲输出电路 (6)3.3实现循环序列显示功能的逻辑电路 (10)3.3.1 奇数数列显示电路的设计 (10)3.3.2偶数数列显示的电路设计 (11)3.3.3音乐数列显示电路的设计 (12)3.3.4 二分频电路的设计 (13)3.3.5七段显示数码管 (14)4 调试与检测 (16)4.1 调试中故障及解决办法 (16)4.2 调试与运行结果 (16)5 仿真操作步骤及使用说明 (17)体会和总结 (18)参考文献 (19)本科生课程设计成绩评定表引言当今社会电子设计发展很快，而通过一学期对数字电子技术的学习，学校安排了这次的数电实习，目的在与让学生综合运用所学的知识，对各基本器件的运用更加熟练，也更好的锻炼学生的设计思维和动手设计能力。

联系实际和运用所学的电子技术知识，设计出一个音乐数字彩灯控制器。

使数码管自动依次显示自然数列，奇数列，偶数列，然后又依次显示同上数列，不断循环。

这次设计中共采用了两种有效方案，思路各不相同。

方案一（个人方案）中采用了两片74LS90，四片74LS138，一片555定时器构成的多谐振荡器和少许门电路，方案较简单。

方案二（小组方案）主要是由74LS90和74LS153芯片组成的数列计数和显示电路，同时还有诸多门电路组成的循环电路。

音乐数字彩灯控制器设计1.设计意义及要求1.1设计意义数字电子技术在日常生活中的应用无处不在，数字音乐数字彩灯在节日装饰中起着十分重要的作用。

数字电子技术在实际应用中已经有相当纯熟的技术。

目录引言 (2)第1章设计意义及要求 (3)1.1设计意义 (3)1.2 设计要求 (3)第2章方案设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 设计方案 (5)2.3方案比较 (8)第3章部分电路的设计 (9)3.1 脉冲输出电路 (9)3.2 分频电路 (10)3.3选频电路 (11)3.４数码显示电路 (13)3.4.1 自然序列显示 (13)3.4.2 奇数显示 (15)3.4.3 偶数显示电路 (15)3.4.4 音乐数列显示电路 (16)第4章调试与检测 (18)4.1 方案一的调试与检测 (18)4.2 方案二的调试与检测 (18)第5章仿真操作步骤及使用说明 (19)结束语 (20)参考文献 (21)附录 (22)1 方案一电路图..................................................................................................... 222 方案二电路图..................................................................................................... 223 方案二程序代码................................................................................................. 22本科生课程设计成绩评定表252627引言数字电路技术是电工电子设计的的基础，随着电子元件的集成度的不断提高，数字电子技术在设计电路中显得越来越重要。

数字电子技术能满足基本的电路的设计要求，是设计集成电路的基础。

随着自动化技术的不断提高，数字电子技术在通信、计算机及广告业中得到了广泛的应用。

在完成理论学习的基础上，学校特意组织了这次课程设计。

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。

AbstractAs 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 than30years, 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目录第一章绪论 (1)1.1音乐彩灯控制器的研究目的与意义 (1)第二章音乐彩灯控制器方案的确定 (2)2.1设计任务与要求： (2)第三章：音乐彩灯控制器系统设计 (3)3.1电源电路 (3)3.2音乐信号： (4)3.3放大部分： (5)3.4带通滤波器： (6)2.5整流器的工作原理与设计: (13)2.6阶梯波发生器: (15)2.7比较器： (22)2.8移位寄存器： (25)2.9数据选择器: (28)2.10门电路： (29)2.11三极管的开关特性: (30)2.12发光二极管: (30)2.13运放的选择: (32)第四章结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (37)第一章绪论1.1音乐彩灯控制器的研究目的与意义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，灯光根据音乐的高低起伏来进行花式闪烁，当有音乐时候，将音乐分成三个不同的频段，用以分别控制三组不同颜色的彩灯，高频段、中频段、低频段分别各自控制一组彩灯，这样使人们用灯光的颜色变化来感受音乐的不同频率变化；此外灯光的亮度将随着音乐幅度的强弱来实现7个梯度的变化，这样使人们将听觉享受转换成视觉上的享受，另外当无音乐信号时，通常都没有灯光变换，让人感觉很单调，本设计基于这点，另外还设计了无音乐时彩灯的花式闪亮。

文档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：王伟洲理工大学课程设计(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。

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。

彩灯声控控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解声控控制器的基本原理，掌握电路组成及其功能。

2. 学生能描述彩灯声控控制器的电路图，并解释各个部分的作用。

3. 学生了解声控传感器的工作原理，能阐述声音信号与电信号转换的过程。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建简单的彩灯声控控制器。

2. 学生通过实际操作，培养动手能力，提高问题解决和团队协作能力。

3. 学生能够运用基本电路知识，分析并解决声控控制器在制作过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子制作的兴趣，增强学习电子技术的自信心。

2. 学生通过团队协作，培养分享、交流和合作的精神，提高沟通能力。

3. 学生认识到科技对生活的影响，培养创新意识和环保意识。

本课程针对初中年级学生，结合电子技术基础知识，设计具有实用性和趣味性的彩灯声控控制器课程。

课程旨在让学生在实践中掌握电子技术知识，培养动手能力，激发学生对科学的兴趣，同时注重培养学生的合作精神和创新能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容1. 电路基础知识回顾：导体、绝缘体、电流、电压等基本概念，电路元件的识别与使用。

2. 声控传感器原理：介绍声控传感器的工作原理，声音信号的采集与转换。

- 教材章节：第三章第三节“传感器及其应用”3. 彩灯声控控制器设计：- 电路图绘制：分析并绘制彩灯声控控制器的电路图。

- 元器件选择：根据电路图选择合适的电子元器件。

- 教材章节：第四章第二节“照明电路的设计与制作”4. 实践操作：- 搭建电路：按照电路图搭建彩灯声控控制器。

- 调试与优化：对搭建好的电路进行调试，解决可能出现的问题。

- 教材章节：第四章第三节“电路调试与故障排除”5. 成果展示与评价：- 学生展示制作的彩灯声控控制器，分享制作过程与心得。

- 教师对学生的作品进行评价，指出优点与不足，并提出改进意见。

本教学内容依据课程目标，科学系统地组织电子技术知识，以教材为基础，注重理论与实践相结合。

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)4.2调试与运行结果 (13)5仿真操作步骤及使用说明 (14)6体会与总结 (15)参考文献 (16)引言随着基础理论课程的结束，课程设计也即将开始。

《音乐彩灯控制器设计》课程设计说明书专业班级：电信四班姓名：印筱峰080212145姓名：岳信080212162姓名：王亮080212138指导教师：纪娟娟老师设计时间: 2014年5月27-6月6号物理与电气工程学院2014年6月6日目录一绪论1.1 引言.................................................................. 错误！未定义书签。

二方案论证 (2)2.1设计原理 (2)2.2引脚说明 (2)三系统硬件电路设计 (5)3.1彩灯总体框图 (5)3.2设计要求 (5)四系统软件设计 (6)4.1 彩灯总体控制框图 (6)4.2 设计说明 (6)4.3 元器件清单 (6)4.4 音乐彩灯程序流程图 (7)4.5音乐彩灯系统程序部分 (7)五调试及性能分析 (12)六总结 (13)参考文献 (13)一绪论1引言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。

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。

LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉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、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。

这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。

1设计意义及要求设计意义当今时代，信息正是一个高速发展的产业，而数字技术是信息的基础。

同时数字技术是目前发展最快的技术领域之一。

数字技术在数字集成电路及程度越来越高的情况下，开发数字系统的使用方法和用来实现这些方法的工具已经发生了变化，但大规模集成电路的基本模块结构仍然需要基本单元电路的有关概念，因此用基本逻辑电路来组成大规模的方法仍然需要我们掌握.作为当代大学生，我们不能只是埋头于书海，而是应该了解社会的需求，学会将理论与实际有效的结合在一起，在实践中去巩固提高自己。

社会需要什么样的技术，我们就应该去接触，去学习，去创新，我们有义务去提供这样的技术支持。

本次课程设计正是为我们大学生提供了这样一个学习思考的平台，目的在与让学生综合运用所学的知识，对各基本器件的运用更加熟练，也更好的锻炼学生的设计思维和动手设计能力，为将来的学习和工作打下坚实的基础。

另外，这次课程设计也是对个人动手能力，团队合作能力的考察。

一滴水，只有融入大海，才不会干涸。

同样，只有小组每个成员竭尽全力的探索，然后毫无保留地分享自己的思想成果，反思自己的不足，吸取别人的精华，这样才能产生思想的火花，才能精益求精。

要求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。

2方案设计设计思路根据课题设计要求，该电路要完成四个数列的显示：自然数列09、奇数列13579、偶数列02468、音乐数列001。

总体而言，整个电路应该由脉冲产生电路，计数电路，显示电路构成。

电子技术课程设计题目名称：班级：学号：姓名：指导教师：日期：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）C1t（放）=0.693R2C1T=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。