单片机音乐彩灯课程设计
51单片机彩灯课程设计
51单片机彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解51单片机的基本原理，掌握其内部结构及功能；2. 学习并掌握C语言编程基础，能编写简单的程序控制51单片机；3. 掌握51单片机I/O口的应用，理解彩灯电路的原理及程序设计方法；4. 了解电子元器件的选择原则，能正确选用元器件并进行电路搭建。
技能目标：1. 能够运用C语言编写51单片机控制彩灯的程序；2. 学会使用相关开发工具和调试设备，具备独立搭建和调试彩灯电路的能力；3. 提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及电子技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与协作能力；3. 培养学生严谨、细致、勇于创新的科学态度，增强自信心。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的编程能力、动手实践能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成51单片机彩灯的设计与制作，为后续深入学习电子技术打下坚实基础。
二、教学内容1. 51单片机原理及结构：介绍51单片机的内部结构、工作原理及特点，使学生了解单片机的基本组成和功能。
教材章节：《单片机原理与应用》第一章。
2. C语言编程基础：学习C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制语句等，为编写单片机程序打下基础。
教材章节：《C语言程序设计》第一章至第四章。
3. 51单片机I/O口应用：讲解51单片机I/O口的使用方法，分析彩灯电路原理，使学生掌握I/O口编程及电路设计。
教材章节：《单片机原理与应用》第三章。
4. 彩灯程序设计：学习彩灯控制程序编写方法，包括流水灯、闪烁灯等效果的设计与实现。
教材章节：《单片机原理与应用》第四章。
5. 电子元器件选择与电路搭建：介绍常用电子元器件，学习元器件的选择原则，掌握电路搭建方法。
教材章节：《电子技术基础》第一章。
6. 开发工具与调试：学习使用51单片机开发工具（如Keil、Proteus等），掌握程序下载、调试及排错方法。
单片机彩灯控制器课程设计
单片机彩灯控制器课程设计一、课程目标单片机彩灯控制器课程设计旨在让学生掌握以下知识、技能及情感态度价值观：1. 知识目标：（1）了解单片机的硬件结构，理解各部分功能及相互关系；（2）掌握单片机编程的基本方法，学会使用C语言编写程序；（3）掌握单片机与外围电路的接口技术，了解彩灯控制原理。
2. 技能目标：（1）能够运用所学知识设计简单的单片机彩灯控制器；（2）能够分析并解决彩灯控制器在运行过程中出现的问题；（3）培养团队协作能力和动手实践能力。
3. 情感态度价值观目标：（1）培养学生对单片机及电子制作的兴趣，激发创新精神；（2）培养学生严谨、认真的学习态度，提高解决问题的自信心；（3）培养学生关注社会、关爱他人的责任感，使其认识到科技对生活的影响。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，要求学生在理论学习的基础上，动手实践，培养实际操作能力。
学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的电子知识和编程基础，具有较强的求知欲和自主学习能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以学生为主体，教师为主导，引导学生通过自主探究、团队合作等方式完成课程任务。
在教学过程中，关注学生的学习成果，及时进行评估与反馈，确保课程目标的达成。
二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下三个部分：1. 理论知识学习：（1）单片机硬件结构：介绍单片机的内部结构、工作原理及性能特点，关联教材第3章；（2）C语言编程：学习单片机编程基础，掌握C语言语法，关联教材第4章；（3）接口技术：了解单片机与外围电路的连接方法，学习彩灯控制原理，关联教材第6章。
2. 实践操作：（1）设计简单的单片机彩灯控制器：根据理论知识，动手设计并搭建彩灯控制器，关联教材第7章；（2）程序编写与调试：编写彩灯控制程序，进行调试与优化，关联教材第8章；（3）团队协作：分组进行项目实践，培养团队协作能力。
3. 教学进度安排：（1）第1周：理论知识学习，了解单片机硬件结构、C语言编程基础；（2）第2周：理论知识学习，学习接口技术及彩灯控制原理；（3）第3-4周：实践操作，设计、搭建彩灯控制器，编写程序并进行调试；（4）第5周：团队协作，项目总结与展示。
单片机彩灯的课程设计
单片机 彩灯的课程设计一、课程目标知识与理解目标：使学生掌握单片机的基本原理和编程方法，理解彩灯控制电路的工作原理，学会运用单片机控制彩灯的亮灭、闪烁和颜色变换。
通过本课程的学习，学生将能够描述单片机的内部结构，解释彩灯电路的原理，并掌握相关的基础知识。
技能目标：培养学生具备独立设计单片机彩灯控制程序的能力，能够运用所学知识解决实际问题。
具体包括：1）正确连接单片机与彩灯电路；2）编写程序实现彩灯的不同控制效果；3）调试并优化程序，提高彩灯控制的稳定性。
情感态度价值观目标：激发学生对电子科技的兴趣，培养创新意识和团队合作精神。
通过课程实践，使学生体验科技创作的乐趣，增强自信心和成就感，培养良好的学习习惯和探索精神。
针对课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标具体、可衡量，旨在使学生在掌握单片机与彩灯控制技术的基础上，提高实际操作能力，培养创新思维和团队协作能力。
课程目标分解为具体学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容依据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 单片机基础知识：介绍单片机的内部结构、工作原理、编程语言等，对应教材第二章。
- 单片机内部结构及功能- 汇编语言基础与编程方法2. 彩灯电路设计：讲解彩灯电路的组成、原理和设计方法，对应教材第三章。
- 彩灯电路元件及其功能- 彩灯控制原理及电路设计3. 单片机与彩灯控制编程：教授如何编写程序实现单片机控制彩灯，对应教材第四章。
- 编程控制彩灯亮灭、闪烁- 编程实现彩灯颜色变换4. 实践操作与调试：指导学生进行实际操作，调试程序，优化彩灯控制效果，对应教材第五章。
- 连接单片机与彩灯电路- 编写、调试彩灯控制程序- 优化程序，提高控制稳定性教学内容按照教学大纲安排，确保科学性和系统性。
课程进度合理安排，使学生逐步掌握单片机与彩灯控制相关知识，为后续课程实践打下坚实基础。
三、教学方法为确保教学效果，本章节将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师以讲解、示范为主，系统传授单片机与彩灯控制的相关理论知识。
单片机音乐彩灯课程设计
单片机音乐彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基本原理，掌握其编程方法。
2. 学习并掌握音乐彩灯电路的设计与制作，理解其工作原理。
3. 了解并掌握音符、节奏与灯光效果之间的关系，能运用单片机进行控制。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立设计并制作出具有音乐节奏控制功能的彩灯。
2. 培养学生的动手实践能力，提高问题解决能力和创新思维。
3. 学会使用相关软件（如Keil、Proteus等）进行单片机程序设计和电路仿真。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及电子制作的兴趣，激发学生的学习热情和求知欲。
2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 增强学生的自信心，培养克服困难、勇于创新的品质。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，以项目为导向，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对单片机有一定了解，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，以学生为主体，教师为主导，采用任务驱动法、分组讨论法等教学策略，引导学生主动探索、实践和思考。
同时，注重个别辅导，关注学生的个体差异，使每位学生都能在原有基础上得到提高。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高综合运用能力。
二、教学内容1. 单片机基础原理回顾：C51单片机的结构、工作原理，I/O口编程，中断系统，定时器/计数器应用。
2. 音乐基础：音符与节奏的基本知识，MIDI音乐文件格式解析，音符与单片机编程的关联。
3. 硬件设计：彩灯电路设计原理，LED灯的驱动方式，电阻、电容的选择与计算，电源管理。
4. 软件编程：使用Keil C编写单片机程序，实现音符播放与彩灯控制，程序调试与优化。
5. 电路仿真：利用Proteus进行电路仿真，验证程序与硬件设计的正确性。
6. 实践制作：分组进行音乐彩灯的设计与制作，包括电路搭建、程序烧写、功能测试。
7. 项目展示：每组展示自己的作品，介绍设计思路、制作过程和解决的关键问题。
单片机课程设计-基于单片机音乐彩灯电子控制器设计
提供全套毕业论文，各专业都有物理与电子工程学院《单片机》课程设计报告书设计题目：基于单片机音乐彩灯电子控制器设计专业：自动化班级： 14接本学生姓名:学号: 20140343112指导教师：2014年11 月16 日物理与电子工程学院课程设计任务书专业：自动化班级： 2014接本摘要随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用。
本篇设计为基于单片机的音乐彩灯控制器，它是指彩灯能随着音乐信号地变化而变化的一种控制电路。
本文详细论述了音乐彩灯控制器的硬件原理电路，包括振荡、时钟、复位等模块电路。
以及如何在硬件电路的基础上通过单片机进行软件编程最终实现音乐彩灯的同步控制。
关键词：音乐；彩灯；同步控制目录1 引言 (4)2.1 设计任务与要求 (5)2.2 方案的论证和选取 (5)3 硬件电路的设计 (7)3.1 单片机系统设计框图 (7)3.2 单片机外围电路 (8)3.3 时钟电路 (9)3.5 按键电路 (11)3.6 ISP下载口电路 (11)3.7LED彩灯显示电路 (12)3.8 12864液晶电路 (12)3.9 音乐播放电路 (14)3.10 直流稳压电源电路 (15)4 系统软件设计 (16)4.1 单片机系统设计主程序流程图 (16)4.2 音乐产生程序 (20)4.3 定时器子程序设计序 (21)4.4 液晶显示子程序 (29)参考文献 (32)1 引言目前，基于彩灯控制器的设计的方法很多，有利用单片机控制的、有利用传感器控制的，还有利用EDA控制的等等。
在简化设计步骤和节约实验器材的情况下，为了简化硬件电路，也可采用PLC S7-20CN控制的，虽然硬件电路比较简便，但是实验程序更复杂，实验步奏更繁琐；对于编写程序是个比较困难的问题。
通常采用单片机控制的方法，即利用单片机的端口来控制彩灯以及音乐播放，在程序编写上更容易编写，程序的可编译性更强。
光控音乐彩灯课程设计
光控音乐彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解光控音乐彩灯的基本原理，掌握光控、音控的基本概念；2. 让学生掌握光控音乐彩灯电路的搭建方法，理解电路元件的功能及相互关系；3. 让学生了解音乐与灯光同步的编程原理，学会简单的编程操作。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成光控音乐彩灯电路的搭建；2. 培养学生编程思维，学会运用编程软件实现音乐与灯光的同步控制；3. 培养学生团队协作能力，能够在小组合作中发挥个人优势，共同完成任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的兴趣，激发探索精神和创新意识；2. 培养学生热爱生活，关注环境保护，树立节能环保意识；3. 培养学生积极向上的心态，学会面对挑战，勇于克服困难。
课程性质：本课程为实践性较强的综合课程，结合物理、电子、计算机等多学科知识。
学生特点：五年级学生，具有一定的认知能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其动手实践和创新能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识运用到实际生活中，提高其解决问题的能力。
同时，关注学生在课程学习中的情感体验，培养其良好的价值观。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 光控音乐彩灯原理：介绍光控、音控基本原理，包括光敏电阻、声音传感器的工作原理，以及如何将光信号和声音信号转化为电信号。
教材章节：《科学》五年级下册，第4章“光与影”，第2节“光的传感器”。
2. 电路搭建：讲解光控音乐彩灯电路的组成，学习电路元件的连接方法，掌握电路搭建技巧。
教材章节：《科学》五年级下册，第5章“电与磁”，第1节“电路的组成”。
3. 编程控制：学习简单的编程知识，运用编程软件实现音乐与灯光的同步控制。
教材章节：《信息技术》五年级下册，第3章“编程乐园”，第1节“编程基础知识”。
4. 实践操作：分组进行光控音乐彩灯的制作，让学生在实践中掌握知识，提高动手能力。
单片机课程设计+音乐彩灯开关控制
微机原理及接口技术课程设计设计题目:开关控制音乐彩灯闪烁设计指导老师：学生姓名：学院：班级：学号：设计时间：一．课程设计题目开关控制音乐彩灯闪烁系统设计二．设计功能说明用实验系统中的LED来代替彩灯，用定时器T1，工作方式1，通过8031的P1.0驱动LED 亮500ms，灭500ms闪烁。
利用定时器0 实现音阶的振荡频率，定时器1 实现音值的基本节拍控制，两者均工作于定时方式1 状态。
对于一般乐曲来讲，一拍的时间约占 0.5秒左右，且以1/4拍作为基本节拍，通过程序输入基本节拍的倍数，而实现音值的节拍时间控制。
程序设计中音乐的播放用接口P1.4输出，最后通过开关K1控制P1.0,开关K2控制P1.4,从而实现音乐的播放和停止，彩灯的亮灭。
三．设计内容1. 定时器T1，工作方式1产生500ms的定时程序驱动LED闪烁，设定时25ms的初值为X,则有（216-X）*0.000002 =0.025,X=53036=CF2C,在程序中给出TH,TL的赋值。
2.奏歌曲《两只蝴蝶》，乐谱为图一，其中每一音符占两个字节，第一个字节用于存放音阶代码，第二个字节用于存放节拍代码。
另外规定音阶代码00H表示休止符，80H表示反复演奏。
振荡频率的计算公式为：f=f0×2(i+j)/12其中f0=233.08188Hz(C调6．#)。
i音调修正值j音阶修正值歌曲《两只蝴蝶》乐谱图一 (G调)四.程序流程图五．程序清单ORG 0000H ；程序开始AJMP LP0 ；跳转乐曲信息表首地址ORG 000BHAJMP LP6 ；跳转至音阶代码ORG 001BHAJMP PTIINT ；中断彩灯闪烁服务程序MOV DPTR, #0F0H ；送外部端口地址MOVX A,@DPTR ；读入开关状态MOVX @DPTR,A ；根据开关状态，驱动发光二极管 MOV P1,A ；开关控制接口P1START:MOV R7,#14H ；R7=14MOV TMOD,#10H ；中断方式MOV TL1,#2CHMOV TH1,#CFHSETB EA ；开放总中断SETB ET1 ；开放T1中断SETB TR1 ；启动定时器T1SJMP $PTIINT:MOV TL1,#2CH ；恢复计算初值MOV TH1,#CFHDJNZ R7,PEND ；判断是否循环发生了20次MOV R7,#05HCPL P1.0 ；500ms后取反LP0:MOV DPTR,#TABLE ；乐曲音符信息表首地址MAIN:CLR AMOVC A,@A+DPTR ；读音阶代码MOV R5,AMOV R0,ACLR AINC DPTRMOVC A,@A+DPTR ；读节拍代码MOV R4,AMOV A,R5 ；重读音阶代码DEC ARL A ；以两个字节为单位查表MOV R5,A ；代码转存ADD A,#41H ；与TABLE0间的偏移量MOVC A,@A+PC ；查得音阶定时初值高8位MOV TH0,AMOV R3,A ；初值高8位转存MOV A,R5 ；重新装入音阶代码ADD A,#3BHMOVC A,@A+PCMOV TL0,AMOV R2,AMOV TMOD,#11HMOV A,#05HMOV B,R4MUL ABMOV R4,AMOV TH1,#0CFHMOV TL1,#2CHSETB TR1CJNE R0,#80H,LP1 ；若没有结束，转至LP1AJMP LP0 ；否侧重新开始LP1: CJNE R0,#00H,LP2 ；不为休止符，转至LP2，否则转至LP4 AJMP LP4LP2: SETB TR0 ；所读音阶不是休止符，启动定时器T0SETB EASETB ET0LP3: JNB TF1,$ ；TF1不为0，则原地执行CLR TF1 ；当发生中断时，重设TF1为0DJNZ R4,LP5INC DPTRAJMP MAINLP4:CLR TR0CLR EAAJMP LP3LP5: MOV TH1,#0CFHMOV TL1,#2CHAJMP LP3 ；跳至LP3重新判断TABLE0:DW 0FCADH ；音阶对应的定时初值表DW 0FD0AHDW 0FD5DHDW 0FD82HDW 0FDC8HDW 0FE06HDW 0FE22HDW 0FE57HDW 0FE85HDW 0FEAEHDW 0FEC1HDW 0FEE4HDW 0FF03HLP6: MOV TH0,R3MOV TL0,R2CPL P1.4 ；取反得到方波RETTABLE: DW 0602H,0502H,0604H,0602H ；乐曲对应的音阶和节拍代码DW 0502H,0602H,0502H,0404HDW 0202H,0402H,0504H,0502H,0602HDW 0502H,0402H,0202H,0402H,0804HDW 0602H,0502H,0604H,0602H,0502HDW 0602H,0502H,0404H,0202H,0402HDW 0504H,0502H,0602H,0502H,0402H,0202H,0402H,0504HDW 0602H,0502H,0604H,0602H,0502HDW 0602H,0502H,0404H,0202H,0402HDW 0504H,0502H,0602H,0502H,0402H,0202H,0402H,0804HDW 0602H,0802H,0804H,0802H,0802HDW 0902H,0802H,0604H,0502H,0602HDW 0504H,0502H,0602H,0502H,0402H,0201H,0201H,0402HDW 0402H,0402H,0404H,0004H,0804HDW 0802H,0902H,0B02H,0A02H,0A02H,0902HDW 0606H,0502H,0502H,0602H,0604HDW 0002H,0602H,0602H,0802H,0904H,0906H,0204H,0502H,0202H,0204H DW 0602H,0802H,0802H,0602H,0804H,0004H,0B04H,0A04HDW 0902H,0A02H,0604H,0002H,0902H,0902H,0A02HDW 0902H,0802H,0604H,0504H,0604H,0502H,0602H,0804HDW 0002H,0802H,0802H,0902H,0902H,0802H,0604H,0504H,0604H,0504H DW 0104H,0102H,0202H,0404HDB 8OHEND音乐彩灯控制原理图七．设计中遇到的问题及解决方法由于该门知识涉及面太广，又有些艰涩难懂，所以该不免有些不足之处，在我们设计和调试的过程中，也发现了一些问题，出现联机失败提示，结束运行，重新进行操作，并在写程序之前按下通讯键PCDBG。
基于单片机的声控彩灯设计
摘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声控彩灯系统。
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;目录引言42。
方案选择42。
1 方案一：采用数字芯片构成的声控彩灯系统42。
2 方案二:基于AT89S52为核心的单片机声控彩灯系统5 2。
3 方案比较和选择52.4 声控彩灯系统框图63。
硬件设计原理73.1模拟电路部分73.1。
1 模拟电路原理说明73.1.2 电路仿真过程83.1。
3模拟电路原理图113.2数字电路部分143。
2.1 数字电路部分原理图143.2。
2 A/D转换器153.2.3单片机AT89S52介绍183.2。
4 时钟电路与复位电路213.2.5 LED发光显示电路233.2。
6下载端口234. 软件设计原理245。
硬件电路制作和组装调试246。
软件调试过程及遇到的问题和解决方法257. 课设总结26谢辞27附录一29附录三31附录四32引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.设计任务及要求（1）选择合适传感器；（2）选择合适放大器及A/D转换器件；（3）单片机根据音频信号大小驱动LED亮灭；（4）可调拾音灵敏度；（5）LED的个数、造型自定；2.方案选择2.1 方案一：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。
- 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)。
摘要主要介绍了一种利用单片机AT89C51 和8个LED及一个蜂鸣器构成的音乐彩灯控制系统。
可以根据需要实现对彩灯循环显示效果的控制,并配以音乐。
该系统具有实用，功能灵活多样，实现简单等特点。
文章详细阐述了其基本组成，探讨了系统的工作原理，并给出了系统的硬件和软件的设计方法。
关键字:单片机，循环彩灯，音乐AbstractThis article mainly introduced one kind control system of music and color lamp. It is made up of single chip (AT89C51), eight LED and a speaker. It can come true a control of color lamps’ cycle display, and mix music. This system is practical, its function is nimble and diverse, and the realization is not hard. This article expatiated its basic configuration，discussed the system's work principle, and given the system's design method about hardware and software.Keywords: Single chip,cycle color lamp ,music目录摘要 ................................................................................... 错误!未定义书签。
目录 . (III)前言 (1)第一章设计思路与原理方框图 (2)1.1 系统问题的提出 (2)1.2 几种方案的比较 (2)1.3系统整体设计模块 (3)第二章系统硬件设计 (5)2.1 单片机控制模块 (5)2.2 音乐发声模块 (6)第三章系统的软件设计 (10)3.1 音乐发声部分 (10)3.2 彩灯显示部分 (11)第四章系统的安装与调试 (14)4.1 系统设计的安装与调试 (14)前言随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。
此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。
因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
单片机技术作为一种技术手段,它的发展以微处理器(MPU) 技术及超大规模集成电路技术的发展为先导, 以广泛的应用领域拉动,表现出较微处理器更具个性的发展趋势。
在考虑到制作成本的前提下,根据单片微型计算机具有集成度高、体积小、运行可靠、价格低廉等许多独特的优点, 可以利用单片机来实现对各色彩灯的自动控制, 它可以随着编辑软件的不同再加上输出设备(彩灯) 的排列变化,实现千变万化的效果。
并配以背景音乐，从而达到彩灯与音乐相辅相成的效果，实现视觉和听觉上的美感享受。
本文提出了一种基于AT89C51单片机的音乐彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。
该系统原理简单, 实际应用效果较好，主要利用单片机的可编程控制原理,由硬件和软件两部分组成。
硬件部分以AT89C51单片机作为主控核心，与音乐、LED显示、串入并出等模块组成。
软件系统由主程序及不同的延时子程序构成。
第一章设计思路与原理方框图1.1 系统问题的提出随着经济的迅速发展,人们需要进一步地提高生活质量、美化生活环境,利用各种彩灯来装饰美化已成为一种时尚。
单片机彩灯(广告灯)控制电路大体上可分两大类：一类是单片机固化程序控制器，这类控制器也称专用彩灯控制器，是把彩灯闪烁变化的程序在制作集成芯片时，就已设计好，并固化在芯片内，用户只需配接适当的电源及外电路，就按块内程序闪烁发光。
另一类就是单片机编程控制器，这类控制器的闪光程序，并没有事先设计好，用户要制作这类彩灯控制器，就要根据闪光变化的需要来设计程序，然后，依靠计算机或仿真器的帮助把编好程序烧录到单片机内，用户只要连接好电源与外电路，彩灯便可按照设计的程序闪烁。
单片机彩灯控制器根据电路结构的不同又可分为并行输出与矩阵输出两种形式，并行输出的控制器电路中，把所有路(个)的彩灯的正极都经过一个限流电阻接到电源的正极端，所有负极连在一起接地，再从彩灯的正极处引线接到单片机相应I／O端口上。
这种形式的控制器适宜作流水、跳跃、反向、固定广告语、音乐喷泉、模拟礼花等花样变化的控制，对于单片机来说，具备多少I／O输出端口均可，少则3个端口就可设计出流水状的控制花样。
而在矩阵输出形式的彩灯控制器电路中，是把所有路(个)彩灯的正极分别经一限流降压电阻接到电源正极处，而所有负极不是接在一起，而是分别接至单片机的一组I／O端口上，然后，再把所有路(个)彩灯的正极又分别接至单片机另一组I／O端口上，形式像矩阵。
这种形式的控制器，适宜作多花样控制，也可作字符显示屏闪烁花样的控制，不过这种形式的控制器要求单片机需有多组I／O输出端口，或需用多个单片并联扩展使用。
对于彩灯的控制只是达到很好的视觉效果，如果再伴随背景音乐，将能同时满足视觉和听觉上的完美享受。
使用单片机可以驱动蜂鸣器发出声音，还可以控制其发出不同的声调，从而连接起来构成一个曲子。
当然，市场上很多中音乐模块或是音乐芯片，可以直接产生各种曲子。
但是，这种模块价格比较贵，电路结构比较复杂。
如果系统中仅需要产生简单的音符或简单的曲子，可以使用单片机配合简单的蜂鸣器而产生需要的音乐效果。
1.2 几种方案的比较(1)基于AT89C51单片机的彩灯控制方案本方案以AT89C51单片机作为主控核心，将其串行端口连接一个串入并出的寄存器。
通过该外接寄存器可以对输出的信号进行串行与并行的转换，从而实现对由多个彩灯组成的循环彩灯的控制。
本方案原理简单,主要是利用单片机的可编程控制原理,由硬件和软件两部分组成。
具有体积小、运行可靠、价格低廉等特点，而且随着编程的不同再加上彩灯排列的变化，可以组合成许多种花样变化，实现千变万化的效果。
另外通过串行端口输出可以节省输出端口，并能连接更多的彩灯，使显示的图案花样更加的丰富。
(2)基于74LS195的控制方案将74LS195作为彩灯控制器的核心，其功能是实现彩灯图案的多种变换。
74LS195本身是一右移移位寄存器，引脚功能是：CR-清零端、LD-置数端、CP-时钟输入端。
在CR为高电平(以后记为H)、LD为低电平(以后记为L)、CP为上升沿(十)到来时置数，QOQ1Q2Q3=DOD1D2D3同步置数，预置之后状态翻转在CR为H、LD为H、CP上升沿到来时；74LS195串行输入端J、K为不同取值组合时，QO值不同。
将J、K接在一起，J=K，因此J、K只有两种取值—00和11：当取值为00时，74LS195在移位的基础上QO置“0”，Ql =Q0、Q2 =Ql、Q3 =Q2；当取值为11时，QO置“1”，Ql =Q0、Q2 =Ql、Q3 =Q2。
由74LS195输出端Q0、Ql、Q2、Q3驱动四支发光二极管(彩灯)，由输出电平的高低决定彩灯的亮和暗。
(3)VHDL编程彩灯控制电路由于CPLD (复杂可编程逻辑器件)／FPGA(现场可编程门阵列)可以重复无数次编程，在电路不做改动的情况下，只需改变程序就可以灵活地调整彩灯图案和变化方式，给灯光的变化带来很大的方便。
在电路中，如果以1代表亮灯，以0代表灭灯，由0，1按不同的规律组合代表不同的灯光图案，同时使其选择不同的频率，从而实现多种图案多种频率的花样功能显示。
(4)电脑彩灯的控制电脑主机的并行口LPT原为接打印机而设，共二十五个插孔，其中第二脚至九脚为数据端，十八脚至二十五脚为接地端。
我们可以用到二脚至九脚八个数据端子，至于一个接地端，十八脚至二十五脚任意一个。
我们通过C语言对电脑接口LPT编程，来实现不同的控制。
首先我们得确定LPT的基地址，一般主板上集成的接口LPT基地址为378H，也可以通过BIOS来查看确定。
基本原理是:确定基地址后，可用C语言中的Output 函数发送一个八位二进制到基地址378H，在接口D0-D7(即二脚至九脚)就有相应的输出，Output是接口输出函数，如发送1l000O000(其十进制为192)，表示为Output(0x378，192)，则在8脚、9脚(D6、D7)输出高电平，而其它数据端则输出低电平。
C程序须在TC2.0环境中编译通过，程序在Windows下运行时，按菜单键，可同时运行其他程序。
相比之下，基于AT89C51单片机的彩灯控制方案更具有实用性，它体积小，性能好，价格低廉，亮灯模式多，可以随时修改设置。
基于74LS195的控制方案最简单,但是花样单一,VHDL编程彩灯控制电路和电脑彩灯的控制方案成本高,在充分考虑到制作成本,易于实现及功能多等方面的前提下，我确定使用第一个方案。
1.3系统整体设计模块该系统主要由单片机、LED彩灯显示模块、音乐发声模块三部分组成，总体结构设计如下图1-1所示。
该硬件电路主要解决单片机AT89C51对LED彩灯的控制，使其按一定规律亮灭，从而实现一定的彩灯花样。
另外单片机AT89C51还通过三极管的放大电路来驱动蜂鸣器产生需要的音乐效果。
这样在彩灯变换的同时能伴随背景音乐，达到音乐彩灯的目的。
单片机对LED彩灯和音乐的控制，都要通过软件编程来实现。
下面就硬件以及软件实现的单元电路分别进行具体分析。
第二章系统硬件设计本章节主要是硬件部分的设计，根据电路不同的功能模块设计相应的硬件电路来完成，该系统的总体电路见附录一。
下面就每个模块的电路结构和原理进行具体的说明和分析。
2.1 单片机控制模块本系统采用AT89C51 单片机，它对整个系统起总体控制作用，它采用的是CMOS 工艺，功耗低。
其外围电路图如下图2-1所示图2-1 单片机控制模块外围电路图原理图说明：单片机AT89C51作为主控模块，彩灯的变换花样通过软件编程来实现。
单片机AT89C51的P2.7口连接发音模块，它是通过一个音频放大电路接到蜂鸣器上，通过单片机软件编程来驱动蜂鸣器产生需要的音乐效果。