基于单片机的声控彩灯设计.docx下载

weixin_39821526 2023-03-19 18:00:11
基于单片机的声控彩灯设计 摘 要 本次课程设计主题是基于ATMEL公司生产的AT89S52单片机为核心设计一个声控彩灯系统。系统由模拟电路部分与数字电路部分组成,模拟电路由驻极体麦克风、运算放大器、二极管峰值包络检波器,实现对音频信号进行转换、滤波、放大等处理。数字电路由A/D转换器、AT89S52单片机及发光二级管组成,单片机将A/D转换后的信号对LED的亮灭进行控制,LED的亮灭情况由音频信号的强度进行控制,点亮的LED的数目随音频音量的增大而增加,随音频音量的减小而减少,实现了一个简单的音乐彩灯控制系统。 关键词:AT89S52单片机;发光二极管; A/D转换器;运算放大器;驻极体麦克风; 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第1页。 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第1页。 目录 引言4 1. 设计任务及要求4 2. 方案选择4 2.1 方案一:采用数字芯片构成的声控彩灯系统4 2.2 方案二:基于AT89S52为核心的单片机声控彩灯系统5 2.3 方案比较和选择5 2.4 声控彩灯系统框图6 3. 硬件设计原理7 3.1模拟电路部分7 3.1.1 模拟电路原理说明7 3.1.2 电路仿真过程8 3.1.3模拟电路原理图11 3.2数字电路部分14 3.2.1 数字电路部分原理图14 3.2.2 A/D转换器 15 3.2.3单片机AT89S52介绍18 3.2.4 时钟电路与复位电路21 3.2.5 LED发光显示电路23 3.2.6下载端口23 4. 软件设计原理24 5. 硬件电路制作和组装调试24 6. 软件调试过程及遇到的问题和解决方法25 7. 课设总结26 谢辞27 附录一29 附录二30 附录三31 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第2页。附录四32 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第2页。 引言 随着科学技术发展,彩灯艺术更是花样翻新,奇招频出,传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合,将电子、建筑、机械、遥控、声学等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作,把形、色、光、声、动相结合,思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一,音乐彩灯的出现使人们既得到了视觉与听觉上得享受,同时也给人们紧张的现代生活带来新鲜的色彩与活力。 设计任务及要求 选择合适传感器; 选择合适放大器及A/D转换器件; 单片机根据音频信号大小驱动LED亮灭; 可调拾音灵敏度; LED的个数、造型自定; 方案选择 2.1 方案一:采用数字芯片构成的声控彩灯电路 音频在电信号中表现为多个正弦波叠加而成。音乐的大小就表现为声音的强弱起伏,它在音频信号中表现为正弦波的波峰和波谷,所以在它到达波峰时就说明它的音量大,在波谷时音量就小,根据这个原理,可以采用一个触发电路控制彩灯在音量大的时候发光,音量小的时候就熄灭。综合考虑,可以选择一个NE555时基电路中的单稳态电路,触发后驱动LED发光,由于音频电压过小,还需要设一个放大电路。设计框图如下图所示: 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第3页。 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第3页。 图2.1-1 方案一设计框图 2.2 方案二:以AT89S52为核心的单片机声控彩灯系统 此控制系统以AT89S52为控制器,通过单片机的I/O口进行读操作,将外部经过音频信号转换而成的电压信号读取进来,再进行分析计算,对外部的发光二级管进行控制,编程控制灵活。能灵活根据音频信号的强弱范围来控制发光二级管亮灭的数目,达到声音控制灯亮灭的效果。 2.3 方案比较和选择 方案一中,虽然电路比较简单,但是最终的硬件电路功能单一,不方便进行功能的修改与升级,控制不够人性化。 方案二中,以AT89S52为控制核心,AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器, 在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,控制灵活方便,使得AT89S52在众多控制应用系统中得到广泛应用。因此本次课题选用方案二。 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第4页。 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第4页。 2.4 声控彩灯系统框图 时钟电路 时钟电路 程序下载端口AT89S52驻极体麦克风麦克风 程序下载端口 AT89S52 驻极体麦克风 麦克风 发光二极管两级放大电路 发光 二极 管 两级放大电路 复位电路A/D转换器麦克风 复位电路 A/D转换器 麦克风 图2.4-1系统结构框图 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第5页。 基于单片机的声控彩灯设计全文共30页,当前为第5页。 3. 硬件设计原理 3.1模拟电路部分: 3.1.1 模拟电路原理说明: 首先,采用电容式麦克风对音频信号进行拾取 , 相关下载链接:https://download.csdn.net/download/qq_43934844/87506909?utm_source=bbsseo
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