音乐炫彩灯控制系统毕业设计.docx
《音乐炫彩灯控制系统毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《音乐炫彩灯控制系统毕业设计.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
音乐炫彩灯控制系统毕业设计
毕业设计（论文）进度计划表
日期
工作内容
执行情况
指导教师
签字
10.8
确定指导老师跟题目
完成
10.15
分析课题所实现的功能
完成
11.5
上网查相关资料，把相关的内容放入论文中
完成
11.23
去图书馆查阅相关资料，把与相关的内容记下来放入论文中
完成
12.1
在图书馆电子阅览室将论文排版并看论文内容
完成
12.3
继续排版、修改内容
完成
12.15
最后整体检查
完成
教师对进度计划实施情况总评
签名
年月日
本表作评定学生平时成绩的依据之一。
音乐炫彩灯控制系统
【摘要】
本设计是以宏晶科技公司的8位超低功耗单片机STC12C5A60S2为核心，并从使用简单、调整方便、功能完备出发，详细描述了音乐炫彩灯系统的设计方案。
本系统主要由单片机（STC12C5A60S2）、发光二极管、蜂鸣器等组成。
其中主要由单片机STC12C5A60S2控制为核心，发光二极管点亮进行自检。
自检完成后发光二极管随着音乐的频率不断闪亮。
由于一系列简单的设计，因此本系统具有智能化、安全化、方便、灵活的性能而且发音清晰无间断。
关键词：
STC12C5A60S2；发光二极管；蜂鸣器
Abstract：
Thisdesignismacrocrystalscienceandtechnologycompany's8STC12C5A60S2lowpowerconsumptionMCUasthecore,andfromsimpletouse,easytoadjust,functioncompletesetout,adetaileddescriptionofthemusicdazzlecolourlampsystemdesignscheme.Thissystemismainlycomposedofsinglechipmicrocomputer（STC12C5A60S2）,lightemittingdiode,buzzer,etc.ThemajorSTC12C5A60S2bysingle-chipmicrocomputercontrolasthecore,lightemittingdiodeself.Self-checkingaftercompletionofthelightemittingdiodewithmusicfrequencyconstantablaze.Byaseriesofsimpledesign,thissystemhasaintelligent,secure,convenient,flexibleperformanceandpronunciationclearcontinuous.
Keywords:
STC12C5A60S2;light-emittingdiode（LED）;buzzer;
1绪论
本章阐述了毕业论文选题中单片机的背景意义、功能以及自动化控制在工业生产和生活中所体现的应用价值，包括目前的应用范围及未来的发展前景。
1.1选题的背景意义
当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。
目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。
本设计用STC12C5A60S2单片机自制了一款简易的音乐炫彩灯，介绍了其硬件电路及软件编程方法，在实践中体验单片机的自动控制功能。
该设计具有实际意义，可以在广告业、媒体宣传、装饰业等领域得到广泛应用。
学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，现在我把单片机音乐炫彩灯设计作为一个毕业设计，需要更深的去了解单片机的很多功能，努力的去查找资料。
将以发光二极管作为发光器件，用单片机自动控制，实现一个简易的音乐炫彩灯设计。
1.2音乐炫彩灯的功能
从古到今，灯光都被人们一直变换这换样。
只是古代的时候是灯笼，没有电流的变化，现在是有电流变化需要用单片机控制的炫彩灯。
虽然如此，但是其他们的作用都是一样的。
灯光的主要作用是照明，让人们在黑暗的时候能够看到周围的事物。
而炫彩灯的作用却是再人们是觉得能够看到的基础上改变发光二极管的方向亮灭来制造出华丽纷繁的灯光世界。
炫彩灯经常还被人们应用在店铺的牌匾或者门框上。
在美国过圣诞节的时候他们经常将彩灯挂在圣诞树上，使圣诞树显得更加美丽。
而我设计的音乐炫彩灯是在二极管闪亮的同时音乐响起，灯光的亮灭是根据音乐音调的高低亮灭。
1.3自动控制的应用领域
现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为了满足这一要求，单片机的应用更加广泛，他们的控制系统也具有极高的可靠性和灵活性。
而向单片机里输入程序的软件也在不停的更新、变化。
而我主要是应用KEIL编写的。
它的应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。
KEIL已经广泛地应用在各种领域的自动控制系统中，当然KEIL在其他领域也得到了迅速的发展。
1.4本次设计主要研究的内容
本次毕业设计是利用单片机STC12C5A60S2对音乐炫彩灯系统进行控制，在发光二级管亮起的同时音乐响起。
发光二级管的亮灭和灯光的强度时更具音乐的音律变化的。
在实现以上全部功能的前提下，我还在发光二级管亮起之前给其设置了一个简单的自检，自检的功能主要是检测二极管的好坏，使其在音乐响起时不会出现不必要的错误。
2系统的总体设计
本部分主要介绍了单片机的选择原因，电源的使用选择和电路的整体设计。
2.1单片机的选择
方案一：
89C52是80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等多种功能，适用于类似的马达控制，虽然也能在本设计中使用，但是由于我自身原因所以我没有使用。
方案二：
STC12LE5A60S2是STC最新的单片机，它是单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超轻抗干扰的新一代8051单片机，控制能力强、精度高，我自己也使用的比较灵活。
方案论证：
通过对以上两种方案的比较，我经过对方案的仔细分析针对系统要求，以及可供选择的现有元件。
我选择了第二种方案。
2.2电源的选择
方案一：
采用开关直流稳压电源。
开关电源功率大，效率高，但是价格相对较高。
方案二：
采用线性直流稳压电源。
线性稳压电源可以直接接到5V电源上就能实现，它的输出稳定，不耗材。
综合考虑，我们选择方案二，因为第二种方案比较简单，误差小。
3系统理论分析
本章将给出本次设计的音乐炫彩灯的电路原理图和各个主要器件的具体介绍和说明。
原理图中包括了供电回路图和控制回路图。
元器件除PLC以外还包括了继电器组和变频器等。
3.1主控模块
3.1.1单片机介绍
STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度比8051快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换（250K/S）,针对电机控制，强干扰场合。
单片机以其集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、价格廉、使用灵活等一系列优点得到迅速的发展，渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统等，这些都离不开单片机。
此次设计主要采用宏晶科技的STC12C5A60S2单片机为主控单元。
STC12C5A60S2的芯片管脚图如图3-1所示。
图3-1STC12C5A60S2的芯片管脚图
3.1.2主控电路管脚分配图
主控电路管脚分配图如图3-2所示。
图3-2主控电路管脚分配图
STC12C5A60S2第二复位引脚,其功能是让用户可以用控制单片机当供电电压低于一定值时产生复位，如果电压恢复后重新启动程序运行，可以设置成为低电压中断，或者复位。
如用低电压中断，保存数据，可以达到断电保存数据的目的，并不需要连接什么按键。
如果要断电保存数据，就使用低电压中断，进入中断服务程序进行保存数据，注意EEPROM写数据的最低电压，不然就会达不到目的。
3.2蜂鸣器模块
3.2.1蜂鸣器种类及作用
1．蜂鸣器的作用蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
2．蜂鸣器的分类蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
3．蜂鸣器的电路图形符号蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。
3.2.2蜂鸣器电路的工作原理
蜂鸣器电路工作原理图如图3-3所示。
图3-3蜂鸣器电路工作原理
1.当单片机的p2.0脚为低电平时，三极管Q1饱和导通，蜂鸣器通电鸣响。
若单片机的p2.0脚为高电平时，三极管Q1截止，蜂鸣器没有电流就不鸣响。
2.电阻R1是限流电阻。
限制流入单片机的电流。
3.3发光二极管驱动图
发光二极管驱动图如图3-4所示。
图3-4发光二极管驱动图
3.4器件配置清单
器件配置清单表3.6所示
表3.6器件装配清单
元件
数量
元件
数量
电阻510Ω
1
发光二级管
19
三极管
1
40脚接插件
1
STC12C5A60S2
1
9脚排插
2
蜂鸣器
1
4电路与程序设计
4.1总电路原理图
总电路原理图如图4-1所示。
图4-1总电路原理图
4.2程序的设计
4.2.1程序功能描述与设计思路
1、程序功能描述
根据题目要求软件部分主要实现彩灯闪的节奏和音乐。
1）彩灯的节奏：
根据音乐节奏。
2）蜂鸣器功能：
控制发光二级管，设置音乐节奏。
2、程序设计思路：
经过发光二级管的自检，检测发光二级管灯的好与坏。
如果发光二级管没有不亮的情况，那么发光二级管在音乐节奏的控制下有规律的闪烁。
4.2.2程序流程图
流程图如图4-2所示。
图4-2流程图
5测试前与测试结果
5.1测试前设想结果
1、蜂鸣器的声音比较响亮，杂音比较小。
2、流水灯根据音乐的频率闪烁，闪烁的图形为圆弧形高低起伏。
3、流水灯的图形变化随着音乐节奏的高低不断变化。
5.2测试结果
1、测试前流水灯自动进行自检，检测二极管的好坏。
2、流水灯的闪烁节奏随着音乐节奏不断变化，但是闪烁图形不是弧形。
5.3测试分析与结论
根据上述测试测试结果，可以看出本设计在控制中能够完成题目基本要求，由此可以得出以下结论：
1、蜂鸣器有杂音是因为单片机输出的是数字信号，而不是连续变化的模拟信号。
所以音乐听起来是叮咚叮咚的，不似连续的音乐信号好。
2、流水灯的图形变化随着音乐节奏的高低不断变化，但是在音乐响起的时候流水灯闪烁的图形没有变化是因为我在设置程序的时候将变化的流水灯图形设置在了音乐响起前，我将变化的流水灯作为二极管的自检。
综上所述，本设计达到设计要求。
结束语
我在整个设计制作过程中，始终关注系统的性能指标和运行的稳定性，本着稳定性和精确性并重的原则，我们采取了诸多的有效措施，基本完成了设计题目所规定的指标和要求，而且对于有些指标进行了扩展设计，功能提高。
同时考虑到性价比和人机互动，简化电路，改善显示界面，优化整机构造，提出更人性化的设计。
音乐炫彩灯系统是我通过在网上查资料，在图书馆查资料经过分析得出来的，虽然在设计制作过程中遇到很多的麻烦和困难，但我在老师和同学同学的帮助下，把困难一一克服了，随着我毕业设计的完成我的大学生活也走入了尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。
在整个毕业设计中我得到了指导老师余平生老师的热心指导和帮助。
在于老师的帮助下我解决了毕业时机终于到的很多问题，并且我也学会了很多平时不会的专业知识。
他认真、负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我受益匪浅。
让我得到不少的提高并且能够顺利完成毕业设计，在此表示衷心的感激。
这三年以来，我在平时的学习和生活中也得到了于老师的帮助和指导。
在我三年的大学生活中，于老师是我为人处事的指南针。
是他指引我走上工作的岗位，让我我开启人生历程中又一个起点。
我从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，我要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首三年，我取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。
感谢余老师这几年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。
三年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
最后，我要再次感谢余老师。
是他让我在三年的大学生活中画上了一个圆满的句号。
文献
[1]康华光.电子技术基础.高等教育出版社,1998
[2]李全利.单片机原理及应用.北京：
高等教育出版社,2001
[3]张永枫.单片机应用实训教程.西安：
西安电子科技大学出版社，2005
[4]陈明荧.8051单片机课程设计实训教教材.北京：
清华大学出版社,2004
[5]李光飞.单片机课程设计实例指导.北京：
北京航空航天大学出版社,2005
[6]童建华.音响设备原理与维修.北京：
电子工业出版社，2002
[7]刘迎春.传感器原理、设计与应用.长沙：
国防科技大学出版社，1992
[8]王喜成.音响技术.西安:
西安电子科技大学出版社，1997
升级会员 