基于51单片机的音乐喷泉设计与制作.pdf

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析1

2设计方案遴选1

2.1单片机的选择1

2.2按键方式的选择2

2.3系统框图设计2

3产品硬件设计3

3.1AT89C51单片机的概述3

3.2时钟电路的设计4

3.3AD转换电路4

4产品软件设计5

4.1主程序流程图5

4.2喷泉设计5

4.3音频脉冲的设计7

4.4灯光硬件方案设计9

5产品使用说明10

5.1产品装配图10

5.2产品实物操作过程11

5.3产品使用说明11

6产品设计技术标准12

7参考资料12

附录14

附录1元器件清单14

附录2电路原理图15

附录3PCB设计图16

附录4产品实物图16

附录5主程序代码16

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基于51单片机的音乐喷泉设计与制作

1产品功能分析

利用MCS—51单片机对音乐喷泉进行了设计，并对其进行了调速，从而达

到了对水柱高度和水泵压力的连续控制。为达到以上目的，本系统利用变频调

速技术对电动机的转速进行调速。当三相感应电动机连接到一个频率变化的电

源时，它的速度就会维持一定的速度。通过程序设计，利用单片机的默认输出，

对变频调速系统进行控制，实现了对水泵转速的控制，并对水柱进行了相应的

改变。

在接收到音乐信号的时候，获得音乐信号的强度，模拟电路板将讯号传给

变频器，进而作用于马达，让喷口跟着乐曲而改变。喷嘴与彩色管道分别与对

应的输出端相连，通过编程实现各种颜色的组合。喷泉的起停是由键盘输入来

完成的，并且可以根据键盘的输入来进行操作。发光二极管是用来显示水龙头

的工作状况。在变频调速过程中，变频调速系统的控制电压为零时，变频调速

系统停止运转，水泵也就停止运转，从而实现了变频调速。

2设计方案遴选

2.1单片机的选择

单片机的运行速度依赖于它的时钟频率，指令集，以及每一次循环所需要

的循环次数。在选择一个微处理器的时候，除了要看它的高速之外，还应该看

它的稳定性，容错性以及其它一些符合下列条件的参数，选择STC89C51RC和

AT89C51。

第一类：STC89C51RC是一个使用8051内核的ISP（系统内编程）芯片，最

大工作频率为80MHz，包含4000字节的Flash程序存储器，有1000个重写选项，

与标准的MCS-51控制系统和80C51引脚结构兼容。该微控制器与8051单时钟/

周期（1T）内核兼容。它是新一代低功耗、高速8051微控制器的一部分，具

有新的流水线/嵌入式结构和集成MAX810复位电路。

第二：AT89C51具有标准功能，如4千字节的闪存，256字节的板载存储器

（00H-7FH为板载RAM，80H-FFH为专用SFR存储器），32个I/O端口，两个16位

定时器/计数器，一个5矢量二级中断结构，一个全双工串行通信端口，以及内

置振荡器和时钟技术。此外，AT89C51可以在0赫兹的静态逻辑模式下运行，并

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有两种可以通过