音乐彩灯控制电路设计
数字电路课设彩灯循环控制电路设计
《数字电子技术课程设计》报告——彩灯循环控制电路设计摘要本次电路设计利用555定时器、计数器等设计LED彩灯控制电路。
通过按键实现如下循环特性：当按键没有按下时8个彩灯交叉循环点亮：即在前四秒内第1、3、5、7盏灯依次点亮、后四秒内8、6、4、2盏灯依次点亮，而当按键按下一次后（按下两次等效于没有按下），实现8盏灯依次循环点亮（产生灯光追逐音乐、活跃气氛的效果），并设计成同步电路模式。
用555定时器设计的多谐振荡器来提供时序脉冲，其优点是在接通电源之后就可以产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器，而不需要再外加输入信号。
由于555定时器内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这样就使多谐振荡器产生的振荡频率受电源电压和环境温度变化的影响很小。
之后脉冲信号输入到计数器，同时将计数器输出端QC、QB、QA接到译码器的输入端，当译码器输出电平为低电平时，及其相连接的LED 会变亮。
LED采用共阳极连接，并串上500Ω的电阻。
电路由按键SPST_NC_SB控制，使彩灯进入到不同的循环模式。
电路图连接好后，经Multisim软件调试测试，电路可以实现设计要求，即实现从题中要求的交叉循环显示和音乐序列的循环显示。
整体电路采用同步电路模式，采用TTL集成电路，电压V cc均为5V。
运用了所学的555定时器、译码器、计数器及逻辑门电路等相应的电路器件，提高了对于数字电子技术这门专业基础课的认识及理解，在实践中发现不足，努力改正，提高了我自学、创新等能力，同时我们也掌握了相应设计电子电路的能力，有利于今后对于专业课程的学习。
关键词：555定时器计数器译码器彩灯循环控制目录引言01．课程设计目的22．课程设计要求23．电路组成框图44．元器件清单55．各功能块电路图55.1 脉冲信号发生器55.1.1 555定时器55.1.2 多谐振荡器85.2 顺序脉冲发生器105.3 彩灯循环系统156．仿真电路总图177．结果分析178．总结18参考书目19附录20引言数字电子技术实验是一门重要的实践性技术基础课程，开设本课程的目的在于使学生理论联系实际，在老师的指导下完成大纲规定的实验任务。
音乐数字彩灯控制器课程设计说明书
目录引言 (2)1.设计意义与要求 (3)1.1设计意义 (3)1.2设计要求 (3)2．方案设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 方案设计 (5)2．2.1 方案一 (5)2.2.2方案二 (6)2.3 方案比较 (7)3. 部分电路设计（方案一） (8)3.1芯片逻辑功能介绍 (8)3.2脉冲信号电路 (14)3.3 循环电路 (16)3.4 选通电路图 (20)3.4 显示电路 (21)4、调试与检测 (22)4.1 调试中故障与解决办法 (22)4.2 调试与运行结果 (22)仿真操作步骤及使用说明 (23)5.1各部件说明： (23)5.2操作说明： (23)结束语 (24)参考文献 (25)附录音乐数字彩灯控制器电路图 (26)引言作为一位工科学生，特别是学自动化的学生，学习的不仅仅是专业知识，用科学知识来武装自己，更加注重的是思维模式，以及动手操作能力。
随着社会的发展，自动化技术不断提高，我们所学习的自动化技术知识也将得到更广泛的应用。
数字电路技术是本次课程设计的基础，在完成了《数字电路基础》课程教学后，此次的课程设计是对基础知识的一个实践操作。
在设计过程中，我们可以充分利用我们学过的基础知识，运用学过的芯片的功能，达到学以致用。
我们在此次课程设计中，我们所选的是“音乐数字彩灯控制器设计”，我们依照自己所学的基础知识，来弄清原理，画出电路图，然后仿真，已达到将自己所学的知识具体化。
通过课程设计，我们初步学习到将自己所学的专业知识运用到实际生活中，学会如何去发现问题，解决问题；知道如何去快速且集中去解决实际问题，高效率的去完成既定任务。
同时，在此次课程设计中，也培养了我们的耐心细心以及恒心，锻炼我们的能力。
1.设计意义与要求1.1设计意义随着社会与科技的发展，音乐数字彩灯控制器在商业中有很大的用途，特别是在广告产业中的作用越显重要。
同时推着时代的进步，对音乐数字彩灯控制也有更高的要求。
音乐彩灯控制器电路图
音乐彩灯控制器电路图
类别：电路图
作者：未知
关键字：音乐彩灯
加入日期：2010-8-1 控制器如图所示，包括声电转换和放大电路、时钟脉冲发生器、计数电路和控制电路等。
它控制四路彩灯伴随乐曲而闪烁发光。
拾音话筒MIC将乐曲声响转变为电信号，经VT1～VT4加至四路模拟开关IC3（CD4066）。
555和RP1、R1、R2、D1、C1等组成无稳态多谐振荡器t充=0.693（RP1+R1）C1 t放=0.693R2C1
T=0.693（RP1+R1+R2）C1
图示参数的振荡周期T在0.5～5秒范围内变化。
555的3脚输出加至IC2作为CP脉冲。
IC2采用CMOS型十进制计数器/脉冲分配器CD4017，在时钟CP作用下，Q0（3脚）、Q1（2脚）、Q2（4脚）Q3（7脚）、Q4（10脚）相继出现高电平脉冲，而Q4加至复位端R（15脚），使电路成为一环形计数电路。
Q0～Q3的输出依次将CD4066四模拟开关选通，使乐曲信号依次加至VT5、VT6、VT7、VT8，并依次导通，SCR1～SCR4依次触发导通，彩灯插座依次有电，彩灯顺序点亮，随着悠扬的音乐，彩灯闪烁生辉。
图片大小：73K(温馨提示：大图片可能因为压缩显示而变形，请将图片存于本地来浏览)。
《音乐数字彩灯控制器设计》
学号：课程设计题目音乐数字彩灯控制器设计学院自动化专业自动化班级姓名指导教师李彬杨莉2013年7月3日目录引言1 设计意义及要求 (1)1.1 设计意义 (1)1.2 设计要求 (1)2 方案设计 (2)2.1 设计思路 (2)2.2 方案设计 (3)2.2.1设计方案一电路图 (3)2.2.2设计方案二电路图简单说明 (4)2.3 方案比较 (5)3 部分电路设计 (6)3.1 脉冲输出电路 (6)3.3实现循环序列显示功能的逻辑电路 (10)3.3.1 奇数数列显示电路的设计 (10)3.3.2偶数数列显示的电路设计 (11)3.3.3音乐数列显示电路的设计 (12)3.3.4 二分频电路的设计 (13)3.3.5七段显示数码管 (14)4 调试与检测 (16)4.1 调试中故障及解决办法 (16)4.2 调试与运行结果 (16)5 仿真操作步骤及使用说明 (17)体会和总结 (18)参考文献 (19)本科生课程设计成绩评定表引言当今社会电子设计发展很快，而通过一学期对数字电子技术的学习，学校安排了这次的数电实习，目的在与让学生综合运用所学的知识，对各基本器件的运用更加熟练，也更好的锻炼学生的设计思维和动手设计能力。
联系实际和运用所学的电子技术知识，设计出一个音乐数字彩灯控制器。
使数码管自动依次显示自然数列，奇数列，偶数列，然后又依次显示同上数列，不断循环。
这次设计中共采用了两种有效方案，思路各不相同。
方案一（个人方案）中采用了两片74LS90，四片74LS138，一片555定时器构成的多谐振荡器和少许门电路，方案较简单。
方案二（小组方案）主要是由74LS90和74LS153芯片组成的数列计数和显示电路，同时还有诸多门电路组成的循环电路。
音乐数字彩灯控制器设计1.设计意义及要求1.1设计意义数字电子技术在日常生活中的应用无处不在，数字音乐数字彩灯在节日装饰中起着十分重要的作用。
数字电子技术在实际应用中已经有相当纯熟的技术。
音乐彩灯电路图
基于AT89C2051单片机的多功能灯光控制器
用单片机进行灯光控制电路设计比用数字电路设计在电路结构上要简单得多，成本低，性能稳定，控制灵活，修改方便，是目前广泛采用的设计方法。
但发现一些灯光控制电路设计功能单一，无人机交互控制功能，失去了单片机控制的灵活性。
这里向大家介绍一种用89C2051控制的功能多样、运用灵活、实用性强，工作稳定可靠的灯光控制电路，该电路具有“灯光闪烁模式”选择、“灯光闪烁速度”选择和“音乐模式”选择。
电路特点
本电路采用轻触按键进行功能选择，具有“灯光闪烁模式”选择，用户可根据自己的爱好变换不同的灯光闪烁模式，从而避免了目前大多数灯光控制器只有单一的闪烁模式而失去了灯光控制的灵活性和趣味性。
具有“灯光闪烁速度”选择，用户可根据实际情况（如不同的舞台音乐）选择快速或慢速闪烁速度，从而使灯光与环境更加融洽。
电路图
电路组成
工作原理图如附图一所示，该电路由A T89C51单片机做控制电路，P3.2~P3.3为键盘口，共2个功能按键，2个“灯光闪烁模式”选择按键，2个“灯光闪烁速度”选择按键。
P0口为8路灯光输出；8只发光二极管为操作人员监视用，共正极连接，P0口低电平输出灯亮。
9脚为复位端，本电路具有上电复位和按键复位两种复位功能。
18脚、19脚接晶振，本电路采用6MHz晶振。
P2.2接一个音乐电路。
音乐大小控制彩灯
摘要本设计彩灯伴随音乐的节奏、大小、音调而变化的彩灯控制器。
使彩灯在艺术上有了很大的提高，本文的主要内容有以下几点：1、设计音乐信号放大电路。
2、555时基电路构成单稳态实现音乐大小控制彩灯。
3、555时基电路构成多谐电路实现音乐节奏控制彩灯。
4、设计滤波电路，实现音乐的音调控制彩灯。
关键字：555 时基电路、音乐大小、节奏、音调。
目录第一章绪论 (1)第二章音乐大小控制彩灯 (2)2.1系统设计思路 (2)2.2 音乐大小控制彩灯的工作原理 (3)2.3音乐大小控制彩灯的电路设计 (3)2.3.1 电源电路设计 (3)2.3.3 放大电路设计 (4)2.3.2 音乐大小控制彩灯的电路图的设计实现 (6)第三章音乐节奏控制彩灯 (8)3.1 音乐节奏控制彩灯的工作原理. (8)3.2 音乐节奏控制彩灯的电路设计 (8)3.2.1 音乐节奏控制彩灯的主要参数计算 (8)3.2.2 音乐节奏控制彩灯总电路实现 (10)第四章音调高低控制彩灯 (12)4.1 音调高低控制彩灯的工作原理 (12)4.2 音调高低控制彩灯的电路设计 (12)4.2.1音调高低控制彩灯的主要参数计算 (12)4.2.2 音调高低控制彩灯的电路图 (14)第五章实物的制作和调试 (15)总结 (19)参考文献 (21)附录 (22)第1章绪论第1章绪论随着科学的发展，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。
基于单片机的音乐彩灯控制器设计
实等特 胜， 对离散傅立叶变换的算法进行 改进 获得 的。Ｆ Ｆ Ｔ ｒ 算 法可以将 一个 信号 变换 到频域 。另外 ， Ｆ ｆ Ｔ ｒ 可 以将一个信号 的 频谱提取 出来 ， 这在频谱分析方 面也是经常用 的。这就是该 系 统将 音乐信号采用 Ｆ 变换 的原 因。同时 Ｆ ｆ ｖ ｒ 运算结果的点 数 与采样 的点数相 同， 所 以当设定好 ｌ ｅ ｄ阵列 的大小 时也就确 定了 Ｆ Ｆ Ｔ运算结果的点数， 从而知道 Ｆ Ｆ Ｔ运算的采样点数 该 算法可 以很好地将音乐信 号与输出信号同步处理 ， 从而实现 音
二、 系统 构 成
本 系统是一个基于单 片机控制的音乐彩灯控制器 ， 以实现 将 电脑 、手机等音乐播放装 置所播放 的声音 同步转化成在 ｌ ｅ ｄ 阵列板上 闪烁 的音乐 喷泉。它的主要特点是重 力 自动换 向 、 ７ 种经典模式可调 、 ２ ０级亮度可调 、 掉电记忆 。当单片机接收到 音 乐信号后 ， 经过 Ｆ Ｆ Ｔ算法计算出所采集到 的音乐信号所对应 的数值 ， 然后 将每个数值发送到每列 的每个 点上 ， 从 而实现将 不 同频率 的音乐信号 以不 同的形式 在 ｌ ｅ ｄ阵列板上显示 出来 ， 以达到音乐与彩灯的同步控制 。
新 校
Ｘ ｉ ｎ Ｘ ｉ ） Ｙ ｕ ａ ｎ
教 学科 研
基于单片机的音乐彩灯控制器设计
于德 鳌 李 慧 李 超 田 野 王 哲
（ 北京信息科技大学 自动化学院 ， 北京
摘 要 ：本 文设 计 一 款 基 于 单 片机 的音 乐彩 灯 控 制 器 ， 该 控制 器能使 彩灯的闪烁节奏随着音乐信 号的 变化而变化 。 文中
直接 １ Ｋ的 电阻到地 ， 同时 自带 ６ ０ Ｋ Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ Ｒ Ｏ Ｍ， 使 单片机 的 运算速度 和写入擦写速度更快一步 。
声控音乐彩灯(精)
声控音乐彩灯
彩灯控制器的电路如下图，R1、R2、D和C组成电阻降压半波整波电路，输出约3V的直流电供SCR的控制回路用。
压电陶瓷片HTD担任声-电换能器，平时调W使BG集电极输出低电平，SCR 关断，彩灯不亮。
当HTD接收到声波信号后，BG集电极电平升高，SCR即开通，所以彩灯能随室内收录机播出的音乐节奏而闪烁发光。
W可用来调节声控灵敏度，W由大调小时，声控灵敏度愈高，但W过小时，电灯常亮，这时就失去声控作用，使用调试时，将W由大逐渐调小至某一阻值时，电灯即点亮，再将W退回少许（即稍微调大），电灯就熄灭，这时声控灵敏度最高，离HTD二三米远处普通谈话声就能使彩灯闪烁。
如嫌灵敏度太高，只要将W调大些即可，电灯长亮不熄，表示BG的放大倍数β值过小，应更换β大些的三极管。
电阻均为1/8W碳膜电阻。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
（2）第二路按话筒输出信号的音调的高低（信号频率的大小）控制彩灯。
低音（输入信号频率低于400Hz）时，某一部分彩灯点亮；高音时（输入信号频率高于600Hz）时，另一部分彩灯点亮。
2.音乐彩灯控制器设计
2.1设计思路
音频在电信号中表现为多个正弦波叠加而形成。
音乐的大小就表现为是音乐的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰和波谷，所以在他达到波峰时说明他的音量大。
在波谷是音量就小，所就需要一个传感器—压片陶瓷B(FT-27或HTD27A-1)，接收音乐的音频信号，经过放大电路放大后，用于驱动电路来使彩灯发光。
音乐的节奏往往是由乐队的鼓点来体现，实质上是具有一定时间间隔的脉冲信号。
根据设计要求，彩灯要随着节奏闪亮，需要一个可调的多谐震荡电路产生脉冲信号，将脉冲信号输入放大电路，放大后驱动彩灯随着脉冲的频率变化而变化闪亮。
原理图如图1所示：
图1音乐彩灯控制器设计原理图
传感器（音乐接收器—压片陶瓷）接收音频信号并转化为电信号，再将电信号经放大电路放大输出，然后用放大后的电信号控制经过彩灯的电流，从而控制彩灯的亮度（2）经音频接收后转化为电信号，再放大输给多谐振荡器，控制多谐振荡电路的压敏电阻，从而控制多谐振荡电路的脉冲信号的频率，脉冲信号被计时器计时、译码后再经放大后拥有足够的能量使彩灯发光，同时也使彩灯随其频率变化而变化。
2.2音乐大小控制彩灯的设计及原理
音乐的大小，即声音的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰，所以在他达到波峰时说明音乐大，在波谷就是最小。
所以就需要设计一个压电陶瓷片B接受由音响装置发出的声波。
由于音频电压过小，所以还要设计一个放大电路，经过两级放大后接双向晶闸管VS和彩灯，即完成音乐大小控制彩灯的电路。
设计原理图如图2所示：
图2音乐大小控制原理图
2.3音乐大小控制彩灯的电路实现
2.3.1电源电路设计
单稳态电路的工作电压在3～18V之间，选取12V电压为电源电压，所以设计时使用220V 交流电压经过变压后得到12V的交流电压，再经过桥式整流、整流滤波后由三端稳压7812稳压为12V，供给各个电路元件使用。
常见小功率直流稳压电源系统由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等四部分组成，稳压电路根据调整元件类型可分为电子管稳压电路、三极管稳压电路、可控硅稳压电路，集成稳压电路等。
根据调整元件与负载连接方法，可分为并联型和串联型。
根据调整元件工作状态不同，可分为线性和开关型稳压电路。
本电路主要采用集成三端稳压电路。
电路图设计如图3所示：
图3电源电路图
2.3.2音乐大小控制电路
图4音乐大小控制电路
2.4音乐音调控制电路
2.4.1音乐音调控制原理
经音频接收后转化为电信号，再放大输给多谐振荡器，控制多谐振荡电路的压敏电阻，从而控制多谐振荡电路的脉冲信号的频率，脉冲信号再经放大后拥有足够的能量使彩灯发光。
当低音（即输入信号频率低于400Hz）时，A部分的彩灯点亮；当高音（即输入信号高于600Hz）时，A部分彩灯熄灭，B部分彩灯点亮。
原理图如图5所示：
2.5总电路图
音乐彩灯控制电路总电路图如图6所示：
3.设计总结
经过多天的设计，我的作品终于成功出炉。
我认为这是一个相对较简单而且很基础的的课程设计。
当我们拿到题目时，便知道这上理论课时的有着本质的区别。
题目的复杂程度远高于平日里的实验课，虽然看起来需要实现的功能不多，但是电路图的设计对于没有经验的我们来说却是是个挑战，尤其对于元器件规格的把握要谨慎，否则在仿真时要么得不到最终结果，要么误差较大。
所以我们精心设计了原理图，并严格按照流程谨慎操作设计，在多次修正与测试后才得到了现在相对较完美的结果。
为了体现与别人的不同，我们尽量使作品的功能完美精确，并尝试使用多种方式完成设计，并且易于操作与贴近现实。
尽管花费了很多时间与精力，但是看到最终所有的功能都实
图6音乐彩灯控制电路总电路图
图5音乐音调控制原理图
放大电路
多谐振荡
器
彩灯A
传感器（音频输入）
彩灯B
>400Hz 信号
<600Hz 信号
现了，我却感到十分欣慰与欢喜。
由于是第一次接触实际操作设计，要将理论应用到实际中，实属不易。
我会吸取这次的经验，希望下次我能做的更好！
参考文献
[1] 卢庆林. 数字电子技术基础试验与综合训练[M]. 高等教育出版社, 2004.
[2] 陈光明, 施金鸿, 桂金莲. 电子技术课程设计与综合实训[M]. 京航天航空大学出版社, 2010.
[3] 张晓东, 吴有仓. 电工实用电子制作[M]. 国防工业出版社, 2005.
[4] 杨素行. 模拟电子技术基础简明教程[M]. 高等教育出版社, 2010.
[5] 郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M]. 电子工业出版社, 2002.。