彩灯电路设计书.docVIP

　 　　毕 业 设 计（论 文） 　　题 目 ????? 　　姓??? 名 ?? 　　专业班级 ?? 　　学??? 号 ?? 　　指导教师 ?? 日??? 期 ?2012 年??? 月???? 日? 　　? 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； 目录 前言 3 1设计任务要求 3 2方案设计与选择 3 2.1方案一 使用MISC采集声音用LM386放大电路 3 2.2方案二采用数字芯片构成的声控彩灯电路 4 2.3方案三以AT89S52为核心的单片机声控彩灯系统 4 2.4方案选择 5 3相关新片介绍 6 3.1 AT89S52 6 3.1.1芯片介绍 6 3.1.2主要特性 6 3.1.3引脚说明 7 3.2 ADC0809 9 3.2.1芯片介绍 9 3.2.2主要特性 9 3.2.3引脚说明 10 4 硬件设计 11 4.1模拟电路 11 4.1.1模拟电路原理 11 4.1.2电路仿真 11 4.1.3模拟电路部分原理图 14 5软件设计 20 5.1设计软件流程图 20 5.2主程序代码及注释 21 5.3软件调试过程及遇到的问题和解决方法 24 参考文献 25 附录一 25 附录二 26 附录三 27 前言 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。 1设计任务要求 (1)．写出你考虑该问题的基本思路，画出一个实现电路功能的大致框图。 (2)．设计出框图中各部分逻辑电路，可用中、小规模集成电路，也可用中规模集成电路连 接而成。对各部分电路的工作原理应作出说明。 (3)．最后，画出整个设计电路的原理电路图，并说明电路工作原理。 (4)．图用仿真软件画出并仿真，各功能引脚应有标号。画出印制电路版图。 2方案设计与选择 通过书本上知识与一些相关书籍和网上的资料，我总共设计了三种方案如下。 2.1方案一 使用MISC采集声音用LM386放大电路 使用MIC采集声音之后用LM386放大，之后通过比较器，最后交给AT89S52分析处理来驱动LED发光。设计框图如图1.1所示。 图 1.1 2.2方案二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1.2所示。 图1.2 2.3方案三以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。设计框图如下如1.3。 图1.3 2.4方案选择 方案一中,电路相对简单，制作，成本也相对较低。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三