智能音乐霓虹灯控制系统设计
音乐彩灯控制器设计报告
音乐彩灯控制器设计报告【设计目的】通过设计过程中对问题的分析与思考、小组成员之间的密切合作，掌握电子电路的一般设计方法，并锻炼自己的学习能力和动手能力，培养良好的团结协作精神。
【设计要求】要求电路把输入的信号分为高、中、低三个频段，并分别控制三种颜色的彩灯。
（1）高频段2000Hz一4000Hz 控制蓝灯（2）中频段800Hz一1200Hz 控制绿灯（3）低频段50Hz一250Hz 控制红灯（4）电源电压交流220V，输入信号的有效值为20mV。
【设计步骤】1．电路图设计（1）确定方案：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输。
根据系统功能，选择各模块所用电路形式。
（2）确定参数:根据电路原理及设计要求确定元器件参数。
2．电路仿真、实际调试（1）仿真：用Multisim进行电路仿真，初步调整电路。
（2）实验调试：在模电实验箱上模拟连接电路，检测是否符合技术指标，修改电路参数。
（3）焊接完成电路，最终确定电路参数。
【设计思路】该电路初步可分为信号放大部分，滤波部分和稳压整流部分，由信号放大部分将20mv的输入信号放大，滤波部分进行分频，因为其中需要用到运放，故设计稳压整流部分将220交流电转化为22v的直流偏置作为运放的使能部分。
1.信号放大部分电路设计思路图1 负反馈放大电路作为信号放大部分由于晶体管的参数会随着环境温度的改变而改变，不仅放大器的工作点、放大倍数不稳定，还存在失真和干扰等问题。
为了改善放大器的这些性能，常在放大电路中引入反馈环节。
故本次电路采用负反馈放大电路作为信号放大部分，其放大倍数为：A vf=1+R2/R1 (1)2.分频滤波部分电路设计思路（1）在滤波部分，因为三个彩灯的频率范围都有上下限，故使用带通滤波器执行这一部分功能。
带通滤波器由低通与高通串接而成。
（2）相对于普通的二阶有源滤波器，sallen_key模式滤波器的带宽更宽，震荡更小，也更易于控制Q点。
经小组讨论决定采用sallen_key模式滤波器。
毕业设计(论文)基于单片机的智能霓虹灯控制系统设计
基于单片机的智能霓虹灯控制系统设计目录摘要 (i)Abstract (ii)引言 (7)1绪论 (8)1.1单片机发展概述 (8)1.2总体方案设计 (10)1.3硬件电路的设计 (11)1.3.1 单片机系统 (11)1.3.2 LED概述 (12)1.3.3 外部时钟方式电路 (13)1.3.4 手动复位电路 (14)1.4 MSC-51芯片简介 (15)1.5 74LS373简介 (20)1.6 PROTEL DXP 简介 (21)2系统功能简介 (22)3系统流程图 (23)4硬件设计原理 (24)4.1最小系统模块 (24)4.1.1电源模块 (25)4.1.2串口模块 (26)4.1.3单片机模块 (26)4.1.4时钟电路模块 (27)4.1.5复位电路模块 (28)4.2驱动模块 (28)4.3 LED显示模块 (30)4.4激光传感器模块 (30)5软件部分 (30)5.1核心算法设计流程图 (31)5.2系统程序 (32)6系统调试 (35)6.1软件调试 (35)6.2硬件调试 (36)6.3测试结果 (36)6.4结果分析 (36)7总结 (37)7.1整个系统的设计思路 (37)7.2商业开发价值 (37)参考文献 (38)致谢 (39)ContentsAbstract (ii)Preface (7)1 Introduction (8)1.1 SCM development outline (8)1.2 The general scheme design (10)1.3 Hardware circuit design (11)1.3.1 Single-chip microcomputer system (11)1.3.2 LED overview (12)1.3.3 External clock mode circuits (13)1.3.4 Manual reset circuit (14)1.4 MSC - 51 chip profile (15)1.5 74LS373 profile (20)1.6 PROTEL DXP profile (21)2 Systemic function (22)3 System chart (23)4 Design principle (24)4.1Smallest system module (24)4.1.1Power module (25)4.1.2 Serial interface module (26)4.1.3 Microcontroller module (26)4.1.4 Clock circuit module (27)4.1.5 Reset circuit module (28)4.2 Driver module (28)4.3 Video module of led (30)4.4 Laser sensor module (30)5 The design of system software (30)5.1 Core algorithm design flow chart (31)5.2 System program (32)6 Conclusion (35)6.1 Software debugging (35)6.2 Hardware debugging (35)6.3 Test result (36)6.4 Results (36)7 Summarize (37)7.1 The whole system design ideas (37)7.2 Commercial development value (37)Reference (38)Acknowledgement (39)智能霓虹灯控制系统设计作者：指导教师：【摘要】近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。
数字电路课程设计---霓虹灯控制电路设计报告
表4 74LS04非门的真值表
4)74LS08与门的引脚图如图10所示，其真值表如表5所示：
图10 74LS08管脚图
表574LS08与门的真值表
3.2 实现控制功能的电路
1） 电路中有有3个74LS194芯片，共有5个状态，可以用74LS161和74LS138来实现，电路如图11所示：
广告彩灯作为广告的一个重要元素，也渐渐成为广告的灵魂，也成为了城市夜景的一道亮丽的风景线。
刚刚学完了数电知识，正好通过这次课程设计，进一步巩固了理论知识，而且全面掌握了课设的基本流程，此外，分析与解决问题的能力也得到了相应的提升。
此次设计我们用到了555定时器构成的秒脉冲发生器，74LS138，74LS161,JK触发器以及各种逻辑门电路来实现我的方案，充分利用了模电和数电的知识来不断地解决实验过程中发现的问题，这也是这次课程设计的目的和意义所在。
1）JK触发器的管脚图和真值分别如图7所示：Q Q
SD J CP K RD
图7 JK触发器管脚图
表2 JK触发器真值表
J
K
Qn+1
逻辑功能
0
0
Qn
保持
0
1
0
置0
1
0
1
置1
1
1
Qn
翻转
2）74LS00与非门的管脚图如图8所示，真值表如表3所示：
图8 74LS00管脚图
表3 74LS00的真值表
3）74LS04非门的引脚图如图9所示，真值表如表4所示：
图6信号分频及选择
JK触发器下降沿有效，J=K=1时，每来一个脉冲变化一次，因此它的输出是1.6S的信号，当Y3与Y4同时为1，根据电路，可以知道此时为单层灯移动，另外根据分频电路可以知道此时输出的也为0.8s的信号，而当Y3和Y4中有一个0时，电路为全部左移或全部右移的过程。此时电路输出的也为1.6s的信号，实现了分频和信号的选择的过程。
音乐彩灯控制电路设计
模拟电子技术课程设计报告书课题名称 姓 名学 号 院、系、部 专 业 指导教师年 月日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※※※※※※※※※※2011级模拟电子技术课程设计目录1. 绪论 (2)1.1设计要求 (2)2. 音乐彩灯控制器设计 (2)2.1设计思路 (2)2.2音乐大小控制彩灯的设计及原理 (3)2.3音乐大小控制彩灯的电路实现 (3)2.3.1电源电路设计 (3)2.3.2音乐大小控制电路 (4)2.4音乐节奏控制电路 (4)2.4.1音乐节奏控制原理 (4)2.5总电路图 (5)3. 设计总结 (5)参考文献 (6)1.绪论音乐彩灯控制器是用音乐信号控制多组颜色的彩灯,利用其亮度变化反映音乐信号的强弱。
从而使灯的变化规律与音频信号的规律及电平大小相对应，是一种将听信号转换为视信号的装置.用来调节听众欣赏音乐时候的气氛和情绪。
随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。
不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。
特别使在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。
但现在市面上的音乐彩灯只是按照一定的方式闪烁，让人们感觉到十分的粗糙无味，更没有声音那样用震撼力，音乐彩灯的出现让我们既有了听觉上的享受，更有了精神上的享受。
但现在市面上的音乐彩灯只是按照音乐的一种方式闪烁，和音乐没多大关系，根本不能称为音乐彩灯。
本设计是一个音乐彩灯控制器，使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化，本电路的最大优点是可以实现音乐以三种方式控制彩灯的闪亮。
实现了音乐大小、节奏的控制。
1.1设计要求设计一种组合式彩灯控制电路，该电路没由两路不同控制方法的彩灯组成，彩灯可采用不同颜色的发光二极管组成不同的图案来实现。
（1）第一路按话筒输出信号的音量的强弱（信号幅度的大小）控制彩灯。
音强时，彩灯的亮度加大，反之，亮度减弱。
霓虹灯灯控制系统的课程设计
前言根据在常熟理工这半年对于自动化专业的学习，尤其是电工学、自动控制原理以及电力电子技术等专业课程的学习，让我对于PLC课程设计打下了基础。
对于我们自动化专业来讲，这个专业对于现实生活是非常有用的。
而我们在这半年进行的大都是理论知识，虽有实验课程，但那也是基于对于理论知识的进一步分析，故而我们也非常需要一种把我们理论应用到实际的实习锻炼。
我们的老师，根据我们自动化专业的特点，以及学生日常学习的反应给与了我们四个课题去进行实习：进行PLC编程的语言设计。
PLC可以说是我们来到常熟理工学院时学习最苛刻也是以后工作时实用的一门课程。
和学别的科学一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计一分组的方式进行，老师进行抽挑课题，可以说每人的程序都不一样。
我抽到的就是霓虹灯灯控制系统的设计。
虽然说平时理论的学习成绩还可以，但是真要自己去设计这个程序，还真是束手无策。
还好有我小组的其他成员，他们帮组我解决了不少难题，合作是成功的基础。
通过这次的课程设计，我学会了PLC的基本编程方法，以及对PLC的工作原理和操作步骤有了深刻的理解。
在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做课程设计以前，我对其的掌握都停留在思想上，许多次出现了问题总是卡在那里，却很难知道问题出在哪里，实践检验成果，理论只是基础。
本设计中详细讲解了霓虹灯等控制系统中三个不同的表现方式，如依次点亮，全亮全灭等等，我组的其他成员还有更多显示方式，在此不一一介绍。
本设计程序得到了常熟理工学院老师的大力辅导，在此深表谢意。
由于编者水平有限，错误与不妥之处，敬请原谅目录目录 (2)一．课程设计任务书 (3)1.1课程设计任务.................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2课程设计目的.................................................................................... 错误！未定义书签。
基于单片机的音乐节奏彩灯控制系统设计
2020年19期设计创新科技创新与应用Technology Innovation and Application基于单片机的音乐节奏彩灯控制系统设计匡畅（广东水利电力职业技术学院，广东广州510635）引言彩灯控制主要用在聚会、KTV 、酒吧、庆典、广告牌、园林喷漆装饰以及舞台演出等场合，是一种为环境提供不同变化效果的灯光控制设备。
但是专业彩灯不仅价格昂贵，而且操作复杂，需要提前编程，不适合普通用户使用。
而普通的效果灯，只有灯光闪烁，没有节奏跟随，效果单一。
针对上述问题，本文设计了一种基于单片机的音乐节奏彩灯控制系统，该系统使用简单方便，无需提前编程，即插即用，彩灯效果实时跟随音乐节奏变化，且彩灯效果丰富，代入感强，音乐氛围好，适用于各种非专业化场合，具有很强的市场价值。
1整体设计1.1系统整体框架图1系统框图如图1所示，本文设计的音乐节奏彩灯控制系统主要由蓝牙音频模块、MSGEQ7芯片、单片机主机、单片机从机、固态继电器、WS2812芯片以及LED 灯带构成。
其中，蓝牙音频模块主要用于接收音乐信号，MSGEQ7芯片用于解析音乐频谱，单片机主机根据解析的频谱信号分析音乐节奏，单片机从机用于控制WS2812芯片和固态继电器的开关，从而控制LED 灯带显示不同灯光效果。
1.2外观设计图2外观设计图系统产品外观呈长方体型，如图2所示，背部设有插座，用于给LED 灯带供电，其中三插电源用于给普通LED 灯带供电，type-C 接口用于给WS2812彩色灯带供电和通信，插座下方的三个接口分别是AUX IN 、AUX OUT 和电源接口。
产品顶部有一个开关按钮，用于开关系统电源。
2硬件设计2.1音频采集、处理和分析模块音频采集、处理和分析模块分别为蓝牙音频模块、MS -GEQ7芯片以及单片机主机。
蓝牙音频模块用于实现音频采集功能。
蓝牙音频模块采用杰理蓝牙解码芯片，内置无损功放模块，能够左右声道输出，提供AUX 输入输出音频接口，支持蓝牙5.0协议，摘要：针对目前市面上音乐节奏彩灯成本高、需要提前编程、效果单一等缺点，设计了一种基于频谱分析的音乐节奏灯光系统。
智能彩灯控制器的设计
智能彩灯控制器的设计
一、任务与要求：
利用51系列单片机作为中央处理器，通过键盘的输入，完成工作模式的选择。
利用LED作为输出显示器来模拟实际中的彩灯，根据不同的模式，控制彩灯的不同模式的工作控制。
了解扩展彩灯功率的方法，以掌握在本设计的基础上，完成生活中对彩灯控制的需要。
本设计实现的基本功能：利用AT89C51作为处理器，通过对功能选择按键的操作，选择三种彩灯工作模式，实现对彩灯的控制。
同时在此基础上，增加了继电器控制，通过对继电器的控制，操作对功率要求更大的设备的控制。
二、分析
这类设计的关键在于单片机软件的设计，由于每一路输出的硬件电路基本相同，因此只要设计好了一路，其余类同。
在软件设计中，特别需要注意的是对按键的判断处理，因为实际按键时，会有抖动现成，如何提高系统的稳定性很重要的一方面便是处理按键程序。
三、原理图
以下是我们制作好的实物照片：。
音乐彩灯控制器设计-课程设计
音乐彩灯控制器第一部分: 实验总述音乐彩灯控制器是用音乐信号控制多组颜色的彩灯,利用其亮度变化反映音乐信号的强弱.从而使灯的变化规律与音频信号的规律及电平大小相对应，是一种将听信号转换为视信号的装置.用来调节听众欣赏音乐时候的气氛和情绪. 一.设计要求及技术指标设计音乐彩灯控制器,要求将输入音乐信号分为高,中,低三个频段,并且分别控制三种颜色的彩灯.每组彩灯的亮度随各自输入音乐信号大小分为八个等级.输入信号最大时,彩灯最亮.当输入信号的幅度小于10mv时,要求彩灯全亮.主要技术指标如下:基本部分:(1) 高频段 2000--4000HZ,控制黄灯(2) 中频短 500--1200HZ, 控制绿灯(3) 低频段 50--250HZ, 控制红灯(4) 电源电压交流220V,输入信号幅度>=10mv发挥部分:输入信号幅度小于10mv时,彩灯亮暗闪烁二.要求完成的任务(1)计算参数,安装调试设计的电路.(2)画出完整电路图,写出设计总结报告.第二部分:实验原理部分(一).设计框图及电路系统概述设计框图：电路系统概述：1．声音信号要分为三个频段，所以第一步要通过滤波器进行滤波，将音频信号按要求分为三个频段。
2．经过放大器把毫伏级的声音信号放大为与比较信号可比的信号。
由于直流信号才可比较，所以在进入比较器前先进行整流。
3．同步脉冲通过简易的数模转换产生阶梯波，放大后的信号与其比较产生高低电平，再和同步脉冲相与产生个数不同的脉冲去触发三极管，由触发脉冲的个数决定彩灯的亮度。
4．如果音乐信号小于10mV，用比较器产生高电平使或门的输出总为高电平，产生的高电平与1HZ的脉冲信号进行与，从而使灯亮暗闪烁。
(二).实验电路结构与分块电路原理由本实验设计要求可将试验电路基本分为七个组成部分,即1．电压转换部分2．语音信号的输入部分3．基本信号的放大部分4，滤波选频部分（核心）5．幅度控制部分6 .输出显示部分7．10毫伏比较扩展部分第三部分:各单元电路的设计方案及原理说明下面分别从以上几个分块电路说明该彩灯控制器的设计原理与过程.1.电源电路：由于实验给出电源为220V交流电，而实验所需芯片的工作电压大致在5－12V，故需要首先设计一个电压转换部分，将220V的交流电转换成5V，12V，相当于一个直流稳压源，以供数字和模拟芯片正常工作。
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测试结果：实验结果证明，符合要求！！
整体效果图
项目总结
• 项目设计的时候要选择合适的传感器，要有 全局的设计意识； • 程序设计时要注意避免不必要的BUG，逻 辑设计要合理可行； • PCB布线的时候要注意线距线宽合理，并根 据不同的设备更改相应的规则，合理布局；
ULN2803 为八重达林顿晶体 当输入 ULN2803电 管阵列， 1~8脚为输入脚， 平为0时，输出达林 直接和单片机I/O口相连, 顿管截止，负载无 11~18脚为输出脚，接8路 电流；当输入为高 TIP127 达林顿管。由于单 电平时，输出达林 片机的每个引脚输出的高 电平电流很小，不足以驱 顿管饱和，负载中 动霓虹灯，而单片机输出 有电流。由此驱动 高电平即可驱动ULN2803工 霓虹灯点亮。 作，且ULN2803具有电流增 益高、输出电压大、带负 载能力强等特点，所以选 用ULN2803来驱动霓虹灯。
• 测试的时候要注意电源的极性，以避免不必 要的麻烦和损失；
• 焊接是要注意先焊接跳线，再焊接贴片，最 后再焊接插件； • 组员之间要合理分工，及括电源模块，单 片机最小系统，串行通信，稳 压电源电路等。主要是对检测 系统传来的数据进行处理，并 将正确的数据传送给驱动系统。
最小系统模块
单片机最小系统是由复位电路、晶振电路和单片机组成。
电源模块
电 源 使 用 外 接 5V DC
串行通信模块
通过MAX232 芯片实现单片 机所用的TTL 电平和电脑所 用的RS232电 平之间的相互 转换。
《智能音乐霓虹灯控制系统设计》
设计单位:
项目组成员:
项目组长:
目录
• 设计背景和需求 • 设计总方案 • 硬件设计部分 • 软件设计部分 • 系统测试部分 • 个人体会与总结
设计需求
• 需要控制的霓虹灯数量一共为8组；
• 当无人靠近时，霓虹灯缓慢变化，并且语 音播报系统播放舒缓音乐； • 当有人靠近时，霓虹灯快速变化，并且语 音播报系统播放欢快音乐。
霓虹灯管模块
霓虹灯正极 接12V电源， 负极接达林 顿管集电极
语音模块
利用 HEADER4X2 连接语音模块
语音模块采用 WT5001芯片
WT5001-48L是一款 OTP高音质的MP3语音 芯片。34脚为BUSY信 号输出脚，当有音频 播放时，输出为高电 平。
功放 TDA7279
语音模块核心芯片：TDA7279
项目背景
• 各地政府为吸引游客和投资者，在城市的 沿街、沿道、沿河、沿线等地用霓虹灯造 景，实施“亮化工程”，以美化环境、树 立城市形象。
• 动态的表达张扬个性，夜间色彩斑斓，使 城市夜景沉浸在美丽的梦幻之中。
• 灯光鲜艳亮丽，动态万千，将舞台表现得 五彩缤纷，舞台效果产生了新的飞跃。 • 霓虹灯也广泛应用在餐饮、服务业。
TDA7279的特性：
1.较宽的电源电压 适应范围6V-18V；
2.最少的外部组件； 3.短路保护； 4.热过载保护；
TDA7279内部电路图
语音模块的工作原理
• 单片机通过模拟串口对WT5001进行控制， 控制语音模块播放哪一首歌，以及播放的开 始和停止。 • WT5001输出的音频信号进入TDA7279进 行音频信号的放大。 • 放大之后的语音信号可以带动两个15W扬 声器工作。
主控系统实物图
MAX232 STC89C52
驱动系统
驱动系统：主要包括8路TIP127达林顿管， ULN2803芯片，WT5001语音芯片，TDA7297 功放电路以及外设（霓虹灯，扬声器）等。
达 林 顿 管 内 部 结 构
驱动模块采用型号 为TIP127的达林顿 管，所谓达林顿管 就是两个三极管串 联在一起，放大倍 数是两个三极管的 乘积，它在此电路 中的作用相当于一 个电路开关，用来 控制霓虹灯两端电 压，使霓虹灯改变 闪烁颜色。
实物图
连接霓 虹灯
连接最小 系统模块
Header4x2
WT5001
达林顿管 驱动模块
TDA7279
程序
初始化进 程，控制 灯的闪烁 规律。
定义P0， P1，P2口 控制灯的 几种闪烁 规律以及 延时情况
设置SD 卡中音 乐的存 储地址 以及中 断时函 数的调 用
我们安排了10组测试试验，“√”表示试验结果符合要求
语音播报
检测是否有人接近 主控制系 统
霓 虹 灯 闪 烁 编译并载入需要 运行的程序
系统结构 总图：
语音播报模块 语音系统
发 出 指 令
红外传感器
传输高低电平
中心控制系统 最小系统
传输指令
驱动系统
发 出 指 令
LED霓虹灯模块
检测系统
当有物体挡 住传感器反 射的红外线 时，信号输 出为低电平； 当反射信号 正常接收时， 信号输出高 电平。