音乐彩灯控制电路设计

《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计摘要本次电路设计利用555定时器、计数器等设计LED彩灯控制电路。

通过按键实现如下循环特性：当按键没有按下时8个彩灯交叉循环点亮：即在前四秒内第1、3、5、7盏灯依次点亮、后四秒内8、6、4、2盏灯依次点亮，而当按键按下一次后（按下两次等效于没有按下），实现8盏灯依次循环点亮（产生灯光追逐音乐、活跃气氛的效果），并设计成同步电路模式。

用555定时器设计的多谐振荡器来提供时序脉冲，其优点是在接通电源之后就可以产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器，而不需要再外加输入信号。

由于555定时器内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这样就使多谐振荡器产生的振荡频率受电源电压和环境温度变化的影响很小。

之后脉冲信号输入到计数器，同时将计数器输出端QC、QB、QA接到译码器的输入端，当译码器输出电平为低电平时，及其相连接的LED 会变亮。

LED采用共阳极连接，并串上500Ω的电阻。

电路由按键SPST_NC_SB控制，使彩灯进入到不同的循环模式。

电路图连接好后，经Multisim软件调试测试，电路可以实现设计要求，即实现从题中要求的交叉循环显示和音乐序列的循环显示。

整体电路采用同步电路模式，采用TTL集成电路，电压V cc均为5V。

运用了所学的555定时器、译码器、计数器及逻辑门电路等相应的电路器件，提高了对于数字电子技术这门专业基础课的认识及理解，在实践中发现不足，努力改正，提高了我自学、创新等能力，同时我们也掌握了相应设计电子电路的能力，有利于今后对于专业课程的学习。

关键词：555定时器计数器译码器彩灯循环控制目录引言01．课程设计目的22．课程设计要求23．电路组成框图44．元器件清单55．各功能块电路图55.1 脉冲信号发生器55.1.1 555定时器55.1.2 多谐振荡器85.2 顺序脉冲发生器105.3 彩灯循环系统156．仿真电路总图177．结果分析178．总结18参考书目19附录20引言数字电子技术实验是一门重要的实践性技术基础课程，开设本课程的目的在于使学生理论联系实际，在老师的指导下完成大纲规定的实验任务。

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。

音乐彩灯控制器电路图
类别：电路图
作者：未知
关键字：音乐彩灯
加入日期：2010-8-1 控制器如图所示，包括声电转换和放大电路、时钟脉冲发生器、计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充=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），使电路成为一环形计数电路。

Q0～Q3的输出依次将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。

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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。

基于AT89C2051单片机的多功能灯光控制器
用单片机进行灯光控制电路设计比用数字电路设计在电路结构上要简单得多，成本低，性能稳定，控制灵活，修改方便，是目前广泛采用的设计方法。

但发现一些灯光控制电路设计功能单一，无人机交互控制功能，失去了单片机控制的灵活性。

这里向大家介绍一种用89C2051控制的功能多样、运用灵活、实用性强，工作稳定可靠的灯光控制电路，该电路具有“灯光闪烁模式”选择、“灯光闪烁速度”选择和“音乐模式”选择。

电路特点
本电路采用轻触按键进行功能选择，具有“灯光闪烁模式”选择，用户可根据自己的爱好变换不同的灯光闪烁模式，从而避免了目前大多数灯光控制器只有单一的闪烁模式而失去了灯光控制的灵活性和趣味性。

具有“灯光闪烁速度”选择，用户可根据实际情况（如不同的舞台音乐）选择快速或慢速闪烁速度，从而使灯光与环境更加融洽。

电路图
电路组成
工作原理图如附图一所示，该电路由A T89C51单片机做控制电路，P3.2~P3.3为键盘口，共2个功能按键，2个“灯光闪烁模式”选择按键，2个“灯光闪烁速度”选择按键。

P0口为8路灯光输出；8只发光二极管为操作人员监视用，共正极连接，P0口低电平输出灯亮。

9脚为复位端，本电路具有上电复位和按键复位两种复位功能。

18脚、19脚接晶振，本电路采用6MHz晶振。

P2.2接一个音乐电路。

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。

声控音乐彩灯
彩灯控制器的电路如下图，R1、R2、D和C组成电阻降压半波整波电路，输出约3V的直流电供SCR的控制回路用。

压电陶瓷片HTD担任声-电换能器，平时调W使BG集电极输出低电平，SCR 关断，彩灯不亮。

当HTD接收到声波信号后，BG集电极电平升高，SCR即开通，所以彩灯能随室内收录机播出的音乐节奏而闪烁发光。

W可用来调节声控灵敏度，W由大调小时，声控灵敏度愈高，但W过小时，电灯常亮，这时就失去声控作用，使用调试时，将W由大逐渐调小至某一阻值时，电灯即点亮，再将W退回少许（即稍微调大），电灯就熄灭，这时声控灵敏度最高，离HTD二三米远处普通谈话声就能使彩灯闪烁。

如嫌灵敏度太高，只要将W调大些即可，电灯长亮不熄，表示BG的放大倍数β值过小，应更换β大些的三极管。

电阻均为1/8W碳膜电阻。

光控音乐彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解光控音乐彩灯的基本原理，掌握光控、音控的基本概念；2. 让学生掌握光控音乐彩灯电路的搭建方法，理解电路元件的功能及相互关系；3. 让学生了解音乐与灯光同步的编程原理，学会简单的编程操作。

技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成光控音乐彩灯电路的搭建；2. 培养学生编程思维，学会运用编程软件实现音乐与灯光的同步控制；3. 培养学生团队协作能力，能够在小组合作中发挥个人优势，共同完成任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的兴趣，激发探索精神和创新意识；2. 培养学生热爱生活，关注环境保护，树立节能环保意识；3. 培养学生积极向上的心态，学会面对挑战，勇于克服困难。

课程性质：本课程为实践性较强的综合课程，结合物理、电子、计算机等多学科知识。

学生特点：五年级学生，具有一定的认知能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇。

教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其动手实践和创新能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识运用到实际生活中，提高其解决问题的能力。

同时，关注学生在课程学习中的情感体验，培养其良好的价值观。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 光控音乐彩灯原理：介绍光控、音控基本原理，包括光敏电阻、声音传感器的工作原理，以及如何将光信号和声音信号转化为电信号。

教材章节：《科学》五年级下册，第4章“光与影”，第2节“光的传感器”。

2. 电路搭建：讲解光控音乐彩灯电路的组成，学习电路元件的连接方法，掌握电路搭建技巧。

教材章节：《科学》五年级下册，第5章“电与磁”，第1节“电路的组成”。

3. 编程控制：学习简单的编程知识，运用编程软件实现音乐与灯光的同步控制。

教材章节：《信息技术》五年级下册，第3章“编程乐园”，第1节“编程基础知识”。

4. 实践操作：分组进行光控音乐彩灯的制作，让学生在实践中掌握知识，提高动手能力。

微机原理及接口技术课程设计设计题目:开关控制音乐彩灯闪烁设计指导老师：学生姓名：学院：班级：学号：设计时间：一．课程设计题目开关控制音乐彩灯闪烁系统设计二．设计功能说明用实验系统中的LED来代替彩灯，用定时器T1，工作方式1，通过8031的P1.0驱动LED 亮500ms，灭500ms闪烁。

利用定时器0 实现音阶的振荡频率，定时器1 实现音值的基本节拍控制，两者均工作于定时方式1 状态。

对于一般乐曲来讲，一拍的时间约占 0.5秒左右，且以1/4拍作为基本节拍，通过程序输入基本节拍的倍数，而实现音值的节拍时间控制。

程序设计中音乐的播放用接口P1.4输出，最后通过开关K1控制P1.0,开关K2控制P1.4,从而实现音乐的播放和停止，彩灯的亮灭。

三．设计内容1. 定时器T1，工作方式1产生500ms的定时程序驱动LED闪烁，设定时25ms的初值为X,则有（216-X）*0.000002 =0.025,X=53036=CF2C,在程序中给出TH,TL的赋值。

2.奏歌曲《两只蝴蝶》，乐谱为图一，其中每一音符占两个字节，第一个字节用于存放音阶代码，第二个字节用于存放节拍代码。

另外规定音阶代码00H表示休止符，80H表示反复演奏。

振荡频率的计算公式为：f=f0×2(i+j)/12其中f0=233.08188Hz(C调6．#)。

i音调修正值j音阶修正值歌曲《两只蝴蝶》乐谱图一 (G调)四.程序流程图五．程序清单ORG 0000H ；程序开始AJMP LP0 ；跳转乐曲信息表首地址ORG 000BHAJMP LP6 ；跳转至音阶代码ORG 001BHAJMP PTIINT ；中断彩灯闪烁服务程序MOV DPTR, #0F0H ；送外部端口地址MOVX A,@DPTR ；读入开关状态MOVX @DPTR,A ；根据开关状态，驱动发光二极管 MOV P1,A ；开关控制接口P1START:MOV R7,#14H ；R7=14MOV TMOD,#10H ；中断方式MOV TL1,#2CHMOV TH1,#CFHSETB EA ；开放总中断SETB ET1 ；开放T1中断SETB TR1 ；启动定时器T1SJMP $PTIINT:MOV TL1,#2CH ；恢复计算初值MOV TH1,#CFHDJNZ R7,PEND ；判断是否循环发生了20次MOV R7,#05HCPL P1.0 ；500ms后取反LP0:MOV DPTR,#TABLE ；乐曲音符信息表首地址MAIN:CLR AMOVC A,@A+DPTR ；读音阶代码MOV R5,AMOV R0,ACLR AINC DPTRMOVC A,@A+DPTR ；读节拍代码MOV R4,AMOV A,R5 ；重读音阶代码DEC ARL A ；以两个字节为单位查表MOV R5,A ；代码转存ADD A,#41H ；与TABLE0间的偏移量MOVC A,@A+PC ；查得音阶定时初值高8位MOV TH0,AMOV R3,A ；初值高8位转存MOV A,R5 ；重新装入音阶代码ADD A,#3BHMOVC A,@A+PCMOV TL0,AMOV R2,AMOV TMOD,#11HMOV A,#05HMOV B,R4MUL ABMOV R4,AMOV TH1,#0CFHMOV TL1,#2CHSETB TR1CJNE R0,#80H,LP1 ；若没有结束，转至LP1AJMP LP0 ；否侧重新开始LP1: CJNE R0,#00H,LP2 ；不为休止符，转至LP2，否则转至LP4 AJMP LP4LP2: SETB TR0 ；所读音阶不是休止符，启动定时器T0SETB EASETB ET0LP3: JNB TF1,$ ；TF1不为0，则原地执行CLR TF1 ；当发生中断时，重设TF1为0DJNZ R4,LP5INC DPTRAJMP MAINLP4:CLR TR0CLR EAAJMP LP3LP5: MOV TH1,#0CFHMOV TL1,#2CHAJMP LP3 ；跳至LP3重新判断TABLE0:DW 0FCADH ；音阶对应的定时初值表DW 0FD0AHDW 0FD5DHDW 0FD82HDW 0FDC8HDW 0FE06HDW 0FE22HDW 0FE57HDW 0FE85HDW 0FEAEHDW 0FEC1HDW 0FEE4HDW 0FF03HLP6: MOV TH0,R3MOV TL0,R2CPL P1.4 ；取反得到方波RETTABLE: DW 0602H,0502H,0604H,0602H ；乐曲对应的音阶和节拍代码DW 0502H,0602H,0502H,0404HDW 0202H,0402H,0504H,0502H,0602HDW 0502H,0402H,0202H,0402H,0804HDW 0602H,0502H,0604H,0602H,0502HDW 0602H,0502H,0404H,0202H,0402HDW 0504H,0502H,0602H,0502H,0402H,0202H,0402H,0504HDW 0602H,0502H,0604H,0602H,0502HDW 0602H,0502H,0404H,0202H,0402HDW 0504H,0502H,0602H,0502H,0402H,0202H,0402H,0804HDW 0602H,0802H,0804H,0802H,0802HDW 0902H,0802H,0604H,0502H,0602HDW 0504H,0502H,0602H,0502H,0402H,0201H,0201H,0402HDW 0402H,0402H,0404H,0004H,0804HDW 0802H,0902H,0B02H,0A02H,0A02H,0902HDW 0606H,0502H,0502H,0602H,0604HDW 0002H,0602H,0602H,0802H,0904H,0906H,0204H,0502H,0202H,0204H DW 0602H,0802H,0802H,0602H,0804H,0004H,0B04H,0A04HDW 0902H,0A02H,0604H,0002H,0902H,0902H,0A02HDW 0902H,0802H,0604H,0504H,0604H,0502H,0602H,0804HDW 0002H,0802H,0802H,0902H,0902H,0802H,0604H,0504H,0604H,0504H DW 0104H,0102H,0202H,0404HDB 8OHEND音乐彩灯控制原理图七．设计中遇到的问题及解决方法由于该门知识涉及面太广，又有些艰涩难懂，所以该不免有些不足之处，在我们设计和调试的过程中，也发现了一些问题，出现联机失败提示，结束运行，重新进行操作，并在写程序之前按下通讯键PCDBG。