音乐喷泉毕业设计

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毕业论文基于单片机音乐喷泉设计

毕业论文基于单片机音乐喷泉设计

毕业论文基于单片机音乐喷泉设计Based on SCM music fountain design学生姓名:XX专业班级:自动化3082班指导教师:XX完成日期:2011.3.3XX工业职业技术学院XX V ocational College of Industry and Technology摘要音乐喷泉是近几年来出现的一种园林建筑与音乐欣赏相结合的产物。

随着计算机软件硬件技术的飞速发展,新型喷泉与计算机的交互应用越来越广泛,音控喷泉也越来越复杂,越来越精密,使得越来越多的控制部分需要计算机来完成。

因此,计算机控制音控喷泉成为必然趋势。

但喷泉工程还存在一些技术难题,主要表现为明显的水声滞后效应。

本文采用PWM变频调速、预处理、预测补偿控制和基于数据库的软件信号提前控制方法,提出了一种新的先进的音乐喷泉设计方案和控制途径,并与传统设计方案进行了分析比较,用面向对象的编程方法完成了对当今较为流行的MP3音频格式的解码,同时实时提取了音频信号。

仿真分析证明该设计方案改善了传统控制方法的水声滞后效应,改善了喷泉系统的控制品质,从而真正达到了实时控制的要求.为了同时加强实际动手能力及创新能力的培养,巩固学到的理论知识所开拓的视野,弥补课堂不足的目的,同时在实习过程中熟悉单片机的使用或者制作流程,为这次进行毕业设计搜集了所需的资料,增强了这次作业的责任心和对作业的严谨要求的态度。

设计的内容主要是用单片机制作一个声控喷泉,对象为直流机控制的一个水泵。

应能进行喷泉的喷水高度进行动态的设定,或按音量高低进行同步的变化。

能更早的适应于社会。

开发我们的创新能力。

关键字:变频调速、数据库系统、计算机控制、补偿控制。

Based on SCM music fountain designABSTRACTMusical fountain there in recent years as a landscape architecture and music to enjoy a product of the combination. With the computer software of the rapid development of hardware technology, the new interactive fountain with the computer more and more extensive applications, audio and control fountain also more complex, more and more sophisticated, making more and more control over some of the needs of the computer to complete. Therefore, computer-controlled fountain sound control has become an inevitable trend. Fountain works but there are still some technical problems, mainly the water is clear hysteresis effect. In this paper,PWM frequency control pre-processing, forecasting and compensation control signal based on the database software in advance of the control method, a new advanced design of the musical fountain and control means, and with the traditional designs are analyzed and compared, using object-oriented programming methods for today's more popular MP3 audio format decoding, at the same time extract the audio signal in real time. Simulation analysis proves that the design of traditional control methods to improve the water hysteresis effect, the fountains to improve the quality control system in order to really achieve the requirements of real-time controlAt the same time to strengthen the innovation ability and actual ability to do the training, to consolidate the theoretical knowledge acquired to develop the vision, to make up for the shortage of classrooms, while in the training process or are familiar with the use of single-chip production process, for the graduation project for the collection of the necessary information and enhance the operation of the sense of responsibility and strict requirements on the operation of the attitude。

毕设-简易音乐喷泉设计

毕设-简易音乐喷泉设计

电子系统设计大作业课题:简易音乐喷泉的制作组员:任课老师:目录一、设计任务和分析---------------------------------------------------------------------------------------- 1二、硬件电路设计------------------------------------------------------------------------------------------- 12.1总体设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 12.2各模块设计 ------------------------------------------------------------------------------------------- 22.2.1单片机最小系统----------------------------------------------------------------------------- 22.2.2 A/D转换模块 ----------------------------------------------------------------------------- 22.2.3 音频放大模块------------------------------------------------------------------------------- 32.2.4 LED灯及电机 ---------------------------------------------------------------------------- 3三、程序设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 43.1主程序设计 ------------------------------------------------------------------------------------------- 43.1.1设计框图-------------------------------------------------------------------------------------- 43.1.2程序代码-------------------------------------------------------------------------------------- 43.2 A/D转换程序设计-------------------------------------------------------------------------------- 53.2.1 A/D转换程序原理 ----------------------------------------------------------------------- 53.2.2 A/D转换程序框图 ----------------------------------------------------------------------- 63.2.3 A/D转换子程序代码 -------------------------------------------------------------------- 73.3 PWM调压设计 ----------------------------------------------------------------------------------- 83.3.1 程序框图 ----------------------------------------------------------------------------------- 83.3.2 PWM调压子程序------------------------------------------------------------------------ 8四、调试和测试结果分析--------------------------------------------------------------------------------- 104.1调试 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 104.2 结果分析 -------------------------------------------------------------------------------------------- 10一、设计任务和分析基本任务:用MCS-51单片机设计一个音乐喷泉,要实现喷水高度的连续控制,就必须能够调节喷头出水水压,而通过调节水泵转速可以达到平滑调节水压的目的。

基于单片机控制的音乐喷泉

基于单片机控制的音乐喷泉

设计(论文)任务(包括原始数据、技术要求、工作要求)一、课题目的:本设计是一款基于单片机控制的音乐喷泉,音乐的播放由外部设备播放。

根据有无音乐播放,启停喷泉。

当有音乐信号时,获取声音强度进行滤波放大实时输出到变频器,作用到变速电机上,使喷头喷水产生随音乐起伏的效果。

系统主要实现了声音的采集、音乐的播放、喷泉水柱的控制、乐曲的选择,彩灯控制等功能。

二、研究意义:音乐喷泉是近几年出现的喷泉水景与音乐欣赏相结合的产物,它的出现改变了喷泉艺术单调不变的局面。

在音乐的伴随下,喷泉的高度、灯光的色彩以及喷泉的造型等随着音乐变化而变化,使观众陶醉于音乐与水型的完美结合中!目前音乐喷泉出现了各种表现形式,比如大型广场喷泉、景区喷泉、超高喷泉、人工瀑布。

由于音乐喷泉作为一种独特的人工景观,具有很大的观赏价值,各大广场、景区都有它的身影。

可以说,音乐喷泉已经成了一种娱乐产业,具有很高的经济效益和社会效益。

所以研究设计高水平的音乐喷泉技术是非常重要的!三、主要研究内容:本次毕设主要任务是设计一款基于以单片机为核心的小型音乐喷泉系统。

系统主要分为硬件设计和软件设计两部分,硬件设计主要为系统的单片机、音频以及水柱控制电路设计,软件设计主要为设计灯光与水柱的喷射方式。

1.本次毕业设计根据功能可以分为以下几个部分:(1)音乐控制部分:本设计的音频输入由外部的电脑、手机、mp3等音频播放设备提供。

(2)信号采集部分:系统需要对采集到的音频信号进行预处理,主要目的在于为后续单片机滤波、放大、数据采集提供便利。

(3)数字信号处理部分:此部分首先将模拟信号转化为数字信号,并把数字信号进行单片机处理,然后根据数字信号的强弱程度合理控制灯光的闪烁方式和水泵电机的转速。

(4)驱动部分:为灯光和水泵电机提供驱动2.本次设计的主要任务:(1)电源设计:本设计采用的电源电压为5v-12v(2)模拟信号的处理设计:模拟信号的处理设计需要利用放大滤波技术处理音频信号(3)数字信号处理设计:此部分利用转化后的数字信号控制水泵和灯光(4)音频电路设计:音频电路设计主要分为音乐放大和音频预处理两部分,音乐放大主要是将音乐进行放大处理,其中有一级和二级放大之分。

音乐喷泉毕业设计

音乐喷泉毕业设计

⾳乐喷泉毕业设计⽬录第⼀章、绪论 (1)1.1、本课题研究的意义 (1)1.2、单⽚机的特点及应⽤ (1)1.3、本课题研究的现状 (3)1.4、⾳乐喷泉在诸多领域的应⽤ (3)1.5、本课题的基本内容 (3)第⼆章、总体设计⽅案 (4)2.1、⾳乐喷泉控制系统整体设计 (4)2.2、⽅案⽐较 (4)2.3、系统框图 (4)第三章、硬件电路的设计 (7)3.1、电源电路 (7)3.2、单⽚机控制电路设计 (7)3.3、输⼊、出电路的设计 (9)第四章、软件程序流程图 (11)4.1、系统整体流程图 (12)4.2、喷池数据 (12)第五章、调试过程和调试⽅法 (14)5.1、硬件调试 (14)5.2、软件调试 (14)结论 (15)致谢 (16)参考⽂献 (17)第⼀章绪论1.1本课题的研究意义⾳乐喷泉系统设计采⽤单⽚机为控制核⼼有较好的经济效益。

因为单⽚机的特点是体积⼩、集成度⾼、重量轻、抗⼲扰能⼒强,对环境要求不⾼,价格低廉,可靠性⾼,灵活性好,开发较为容易等。

1.2单⽚机的特点及应⽤单⽚机的特点是控制性能和可靠性⾼,体积⼩、价格低、易于产品化。

由于单⽚机具有良好的控制性能和灵活的嵌⼊品质,近年来在智能仪表、机电⼀体化产品、实时⼯业控制家⽤电器等各个领域都获得了极其⼴泛的应⽤1.2.1 什么是单⽚机单⽚机是指⼀个集成在⼀块芯⽚上的完整计算机系统。

尽管它的⼤部分功能集成在⼀块⼩芯⽚上,但是它具有⼀个完整计算机所需要的⼤部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统。

单⽚机是将中央处理器,随机存储器。

只读存储器,定时器芯⽚和I/O接⼝电路集成于⼀个芯⽚上的微控制器。

单⽚机也被称为微控制器(Microcontroler),是因为它最早被⽤在⼯业控制领域。

单⽚机由芯⽚内仅有CPU的专⽤处理器发展⽽来。

最早的设计理念是通过将⼤量外围设备和CPU集成在⼀个芯⽚中,使计算机系统更⼩,更容易集成进复杂的⽽对提及要求严格的控制设备当中。

音乐喷泉毕业设计论文设计

音乐喷泉毕业设计论文设计

word摘要音乐喷泉是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。

随着可编程控制器在我国的迅速开展,对音乐喷泉的控制要求也越来越高,使得越来越多的控制局部需要可编程控制器来实现。

本课题结合任务设计书的要求,以音乐喷泉为研究对象,采用了西门子S7-300系列PLC作为喷泉的控制器。

对音乐喷泉的控制系统的总体功能进展了分析,阐述了可编程控制器的组成和工作原理。

提出了喷泉硬件的各组成模块与详细的硬件模块设计方案,并对控制方式进展了设计和程序的编写。

本设计改善了喷泉系统的控制品质,并真正地达到了实时控制的要求。

关键词:PLC;喷泉;控制系统目录引言 (4)第一章喷泉概述 (3)1.1喷泉的意义 (5)1.2喷泉的开展 (6)1.3喷泉的种类 (7)1.4喷泉涉与领域 (8)第二章音乐喷泉设计方案 (9)2.1 音乐喷泉设计示意图 (9)2.2 音乐喷泉控制要求 (10)2.3 喷泉设备使用简介 (10)第三章控制系统方案设计 (15)3.1 音乐喷泉控制系统整体设计 (15)3.2 控制方案选择 (16)3.3 变频器选择 (17)3.4 计算机硬件系统组成 (19)第四章硬件电路设计 (20)4.1 控制系统硬件组成 (20)4.2 PLC控制电路设计 (21)4.3 电路原理图 (22)4.4 PLC外部接线图 (24)第五章软件程序流程图 (27)5.1 系统整体流程图 (27)5.2 梯形图 (27)第六章调试过程 (28)6.1 硬件调试 (28)6.2 软件调试 (28)第七章总结与展望 (29)参考文献 (30)附录 (31)引言在现代建筑设计中,特别是在园林建筑、旅游建筑以与其化大型公共建筑设计中,建筑师常常把自然界中的水引进设计中去,用水的艺术形态来补充和丰富人类的环境。

不论是涓涓细流、平静台镜的水面,或是奔腾的瀑布、热情奔放的喷泉,都能成为建筑师创作的要素,或者形成以水景为建筑空间的景观中心,或者以水景作为建筑物的悦衬。

音乐喷泉毕业设计

音乐喷泉毕业设计

音乐喷泉音乐喷泉是通过千变万化的喷泉造型,结合五颜六色的彩光照明,来反映音乐的内涵及音乐的主题,一座好的音乐喷泉,水形的变化应该能够充分地表现乐曲。

音乐表演喷泉是在程序控制喷泉的基础上加入了音乐控制系统,计算机通过对音频及MIDI信号的识别,进行译码和编码,最终将信号输出到控制系统,使喷泉的造型及灯光的变化与音乐保持同步,从而达到喷泉水型、灯光及色彩的变化与音乐情绪的完美结合,使喷泉表演更加生动更加富有内涵。

音乐喷泉:可以根据音乐的高低起伏变化。

用户可以在编辑界面编写自己喜爱的音乐程序。

播放系统可以实现音乐、水、灯光气氛统一,播放同步。

软件利用音乐文件的物理波形,将其分为若干乐段,精度达十毫秒,并且自动识别震撼、思念、抒情、喜悦、激昂、悲哀、欢快、热烈等乐曲的基本情感特征,转换为控制信号,经过同步处理后通过信号输出卡输出到外围具体控制单元,即根据水型组态规则控制潜水泵、电磁阀、水下彩灯和变频器等执行机构,将视觉感受与听觉感受融为一体。

领尚音乐喷泉当人们感受各种音响时,会不自觉的把这些听觉感受和其它非听觉器官的感受联系起来,这种现象称为联觉,属于一种异质异构多一同态对应现象。

一般情况下,高音区的音符经常和明亮的视觉感受、积极或快乐的情态感受等联系在一起,低音区的音符经常和昏暗的视觉感受、消沉或哀伤的情态感受等联系在一起;舒缓的节奏容易让人感受到开阔的空间或较为平静的情绪,而急促的节奏则容易让人感到空间狭窄、情绪躁动等等。

喷泉曲目的编配就是根据联觉现象来组态各种水型,好比编导一场舞蹈一样,为使演出成功,导演需要考虑舞蹈演员以何种体态动作来表现音乐的情感魅力目录第一章喷泉概述1.1喷泉的意义 (3)1.2喷泉的发展 (3)1.3喷泉的种类 (4)1.4喷泉的设计 (5)1.5喷泉设计涉及的知识领域 (5)第二章花样喷泉设计方案2.1音乐喷泉设计示意图 (7)2.2音乐喷泉控制要求 (8)2.3喷泉设备使用简介 (8)第三章PLC、电磁阀、水泵等简介3.1PLC简介 (9)3.2电磁阀简介 (13)3.3水泵简介及型号的选择 (17)3.4变频器简介 (21)3.5彩灯简介22第四章花样喷泉设计4.1PLC型号的选择 (24)4.2PLC编程注意事项 (24)4.3花样喷泉I/O分配 (25)4.4PLC外部接线图 (25)第五章软件设计5.1系统程序设计 (26)致谢 (30)参考文献 (31)摘要进入了21世纪,随着人们生活水平的提高和建立绿色城市的向往,音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能,愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品,音乐喷泉的兴建也越来越多。

基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计毕业设计

基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计毕业设计

基于P L C的音乐喷泉控制系统的设计毕业设计标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]河南理工大学毕业设计(论文)任务书专业班级电科12-2班学生姓名李想一、题目基于plc的音乐喷泉控制系统的设计二、起止日期年月日至年月日三、主要任务与要求指导教师职称学院领导签字(盖章)年月日河南理工大学毕业设计(论文)评阅人评语题目评阅人职称工作单位年月日河南理工大学毕业设计(论文)评定书题目指导教师职称年月日河南理工大学毕业设计(论文)答辩许可证答辩前向毕业设计答辩委员会(小组)提交了如下资料:1、设计(论文)说明共页2、图纸共张3、指导教师意见共页4、评阅人意见共页经审查,专业班同学所提交的毕业设计(论文),符合学校本科生毕业设计(论文)的相关规定,达到毕业设计(论文)任务书的要求,根据学校教学管理的有关规定,同意参加毕业设计(论文)答辩。

指导教师签字(盖章)年月日根据审查,准予参加答辩。

答辩委员会主席(组长)签字(盖章)年月日河南理工大学毕业设计(论文)答辩委员会(小组)决议学院专业班同学的毕业设计(论文)于年月日进行了答辩。

根据学生所提供的毕业设计(论文)材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况,毕业设计(论文)答辩委员会(小组)做出如下决议。

一、毕业设计(论文)的总评语二、毕业设计(论文)的总评成绩:三、答辩组组长签名:答辩组成员签名:答辩委员会主席:签字(盖章)年月日基于plc的音乐喷泉控制系统的设计摘要本文设计的核心为三菱FX2N系列PLC,使用这种PLC能够容易的完成对喷泉系统的控制,并且能够准确的完成控制动作,达到设计的目的。

本文首先根据设计的需要完成喷泉控制的流程设计,然后完成输入和输出的分配,根据这个分配选择合适的PLC完成编程控制,程序编辑完成后对程序进行检查,检查没有问题后开始使用仿真软件进行仿真,证明程序的正确性,确定本次设计的喷泉控制系统能够完成对喷泉的控制。

灯光音乐喷泉系统设计课程设计毕业设计

灯光音乐喷泉系统设计课程设计毕业设计

光机电一体化系统设计课程设计题目:灯光音乐喷泉系统设计院别:专业:机械电子工程班级:*名:***学号:2010指导教师:二零一四年一月十五日目录第一章绪论 (3)第二章系统的总体设计要求 (4)2.1系统控制要求 (4)2.2音乐喷泉系统构成及框图 (4)2.3 音乐喷泉的工作原理 (5)第三章音乐喷泉系统总体结构设计 (6)3.1 PLC的特点 (6)3.2 变频器的工作原理 (6)3.3 音乐喷泉控制系统的要求 (8)3.4 控制系统内容 (8)3.5控制系统的简要工作过程 (9)3.6 PLC控制系统 (9)第四章音乐喷泉的控制系统设计 (10)4.1 控制系统的组成部分 (10)4.2 系统的控制过程 (10)4.4 变频器的选型及参数设置 (17)4.6潜水泵与灯组参数选择 (18)4.7 PLC的外部硬件连接图 (19)4.8控制系统主电路图 (20)第五章软件流程图和主程序 (21)5.1 控制系统基本流程图 (22)5.2 本次设计所用指令介绍 (25)5.3 PLC控制系统梯形图的编制 (26)5.4喷泉控制系统的程序 (27)第一章绪论喷泉原是一种自然景观,是承压水的地面露头。

园林中的喷泉,一般是为了造景的需要,人工建造的具有装饰性的喷水装置。

喷泉可以湿润周围空气,减少尘埃,降低气温。

喷泉的细小水珠同空气分子撞击,能产生大量的负氧离子。

因此,喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。

随着城市化进程的加速,随着我国人民物质和精神生活水平的不断提高,现在许多城市的市民广场、单位居民生活区里都能看到各种形式的喷泉。

随着科学技术突飞猛进的发展,在喷泉工程中采用了大量的高新技术,在人们的视觉和听觉上形成和谐的统一,使人们在精神上有种愉悦的感受。

喷泉运行的灵活性是评价喷泉优劣的关键,而这与喷泉的控制系统息息相关。

喷泉可以根据自己的设计,设计出各种各样的花样,加上灯光,能给人有种不错的视觉享受。

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目录第一章、绪论 (1)1.1、本课题研究的意义 (1)1.2、单片机的特点及应用 (1)1.3、本课题研究的现状 (3)1.4、音乐喷泉在诸多领域的应用 (3)1.5、本课题的基本容 (3)第二章、总体设计方案 (4)2.1、音乐喷泉控制系统整体设计 (4)2.2、方案比较 (4)2.3、系统框图 (4)第三章、硬件电路的设计 (7)3.1、电源电路 (7)3.2、单片机控制电路设计 (7)3.3、输入、出电路的设计 (9)第四章、软件程序流程图 (11)4.1、系统整体流程图 (12)4.2、喷池数据 (12)第五章、调试过程和调试方法 (14)5.1、硬件调试 (14)5.2、软件调试 (14)结论 (15)致 (16)参考文献 (17)第一章绪论1.1本课题的研究意义音乐喷泉系统设计采用单片机为控制核心有较好的经济效益。

因为单片机的特点是体积小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易等。

1.2单片机的特点及应用单片机的特点是控制性能和可靠性高,体积小、价格低、易于产品化。

由于单片机具有良好的控制性能和灵活的嵌入品质,近年来在智能仪表、机电一体化产品、实时工业控制家用电器等各个领域都获得了极其广泛的应用1.2.1 什么是单片机单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。

尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、存、部和外部总线系统。

单片机是将中央处理器,随机存储器。

只读存储器,定时器芯片和I/O接口电路集成于一个芯片上的微控制器。

单片机也被称为微控制器(Microcontroler),是因为它最早被用在工业控制领域。

单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。

INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

早期的单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8031,因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。

此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。

基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。

随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。

90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大的提高。

随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。

而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍。

目前,高端的32位单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,最高端的型号也只有10美元。

当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。

而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。

单片机通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很难做到的。

一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性!目前单片机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,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。

更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。

因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

1.2.2 单片机的应用单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个畴:1.在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。

2.在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。

例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。

3.在家用电器中的应用可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。

4.在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动,集群移动通信,无线电对讲机等。

5.单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。

1.2.3 如何选择单片机ATMEL公司的89C51单片机,是增强型RISC载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计容易,更新换代方便。

89C51单片机采用增强的RISC结构,使其具有高速处理能力,在一个时钟周期可执行复杂的指令,每MHz可实现1MIPS的处理能力。

89C51单片机工作电压为2.7~6.0V,可以实现耗电最优化。

89C51的单片机广泛应用于计算机外部设备,工业实时控制,仪器仪表,通讯设备,家用电器,宇航设备等各个领域.由于单片机的种类很多,在选择单片机时要依据实际设计要求选择合适的单片机。

例如当设计仅仅需要一个单片机定时器那么选择89C1051或89C2051即可,而不选择89C52,因为后者的价格较高一些。

当然若程序和数据区的要求较高那么选择的单片机还要满足程序空间的要求。

下面我们来比较89C51和89C52:表1.1 51和52的比较在本课题中,我们选用现在较为实用的51系列单片机,即选用TNTER公司的AT89C51。

音乐喷泉系统适用于住宅小区和酒店厅堂等场所,一个好的喷泉就是一个精美的艺术品,可以美化环境、愉悦身心。

而其控制系统是整个喷泉的关键。

对小型花式喷泉控制系统的研究具有很大的经济效益和社会效益。

1.3本课题研究的现状随着科学技术的不断发展和生活水平的不断提高,尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。

因此以高新技术为主的各种新型水景工程:现代雕塑、音乐喷泉、激光水幕电影、超高喷泉、超大瀑布、百米跑泉、跳跳泉等,都在我国相继出现。

程控花式喷泉是将现代控制技术应用于人工喷泉,通过单片机程序来控制喷泉的水姿变化,成为一种新的喷泉艺术形式。

单片机作为一种控制用微处理器,包含有基本的软硬件资源。

本文采用了单片机控制技术,给出了单片机控制电路,水泵控制电路,彩灯控制电路及部分单片机I/O口初始化程序。

随着科学技术突飞猛进的发展,变频调速器技术正大步走进喷泉控制领域,发挥着不可替代的作用。

单片机的输出通过数模转换来驱动变频器,通过变频调速技术对电泵进行调速,实现程序控制喷泉的高度,不仅能够进行多种水型切换,而且能控制喷泉水柱上下起伏。

同时单片机还通过中间继电器来控制彩灯的亮灭。

实现了对喷泉的水、光协同控制。

1.4音乐喷泉在诸多领域的应用喷泉作为一项建筑艺术,在国外均有较悠久的历史。

国在二十世纪八十年代以前,喷泉只是建筑给排水和园林造景专业的一个技术细节,从设计到产品制作,工程安装都没有形成规模。

二十世纪九十年代以后,社会主义市场经济快速发展,全国城市建设速度加快,人们也追求高质量的文化生活和环境美。

市场的需求推动了喷泉行业的发展。

喷泉走出公园、园林的围墙和广场的中心,深入延伸到人们的各个社会活动场所,使喷泉行业的发展进入到一个新的阶段。

1.5本课题的基本容基本任务:用MCS-51单片机设计一个音乐喷泉,要实现喷水高度的连续控制,就必须能够调节喷头出水水压,而通过调节水泵转速可以达到平滑调节水压的目的。

水泵由变频器来驱动,通过调节电机转速可以实现以上的要求。

三相异步电动机通入工频电源,转速是不变化,变频器是专门针对电机调速装置。

选用变频器来实现对三相电机的控制。

由于单片机的输出是数字量,而变频器的控制口所需要的是模拟量,因此要通过数模转换来使输出达到要求。

系统采用对单片机进行编程,通过单片机输出预定的数据来控制变频器工作,进而实现控制水泵的转速,使水柱发生变化。

当有音乐信号时,获取声音强度,通过模拟量卡,实施输出到变频器,作用到电机上,使喷头产生随音乐起伏的效果。

喷头及彩灯分别与相应输出点连接,通过程序实现每种音调的状态组合。

喷泉通过键盘输入来启动和停止喷泉,同时键盘的输入还可以改变喷泉的运行模式。

LED灯用来显示喷泉的运行状态。

当变频器的控制电压为零时,变频器停止工作,水泵也会随之停止工作,达到关掉水泵的目的。

第二章总体设计方案2.1 音乐喷泉控制系统整体设计2.2 方案比较方案一:基于硬件电路采样的前馈补偿音乐喷泉控制系统此方案优点是新型音乐喷泉控制方法的采样结果可以直接反映音乐强度,并由喷泉控制器与上位机配合工作来实现数据的采集与处理,该方法每0.1秒采样一次数据。

当利用前馈补偿方式控制输出时,前馈控制时间完全可由设置的“前馈”时间确定,故可满足实际音乐喷泉前馈补偿控制的需要。

可由于硬件条件的限制以及能力的要求较高,实施较困难。

方案二:基于全数字集成电路音乐喷泉控制器此方案设计分为音控、程控两用的音乐喷泉控制器。

控制三组不同颜色的彩灯,五台不同喷泉造型的水泵。

音控、程控可用开关手动切换。

程控的速度可用电位器调节。

音控时,输入音乐的音量直接控制彩灯,音乐音量小则彩灯打开的组数少,音量大则彩灯打开的组数多。

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