内容提示：开题报告_基于基于基於单片机的音乐喷泉的音乐喷泉频谱彩灯播放器的设计

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基于AT89C51基于单片机的音乐喷泉音乐噴泉控制系统设计 目录 第1章 绪 论 1 1.1课题背景 4 1.2 音乐喷泉的发展和现状 5 第2章 音乐喷泉控制系统硬件设计 6 2.1 控制系统硬件总体设计方案 6 2.2音乐信号的采集 7 2.2.1 音频放大电路的设计 7 2.2.2 采样定理 9 2.3 基于单片机的音乐喷泉电路 10 2.3.1 基于单片机的音乐喷泉的概述 10 2.3.2 时钟电路的设计 11 2.4 喷泉原是一种自然景观是承压沝的地面露头。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，减少尘埃降低气溫。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。喷泉的原理是个动量守恒从大半径管道到小半径管道，产生一个速度的变化冲向背离地面的方向。 大半径的速度由泵带动小半径中的速度是原来速度，与动量转化速度需要选择一个微元计算动量守恒，这样能求出一个速度这个速度是出口速度，然后就是一个上抛运动了这个是理想的情况，没有摩擦没有风1所示，由音乐输入系统、数模转换系统、基于单片机的音乐喷泉控制系统和输出控制系统等组成 图2.1 系统总體结构框图 2.2音乐信号的采集 前面已经介绍过，本文的研究针对的是采用外部音源的喷泉系统因此在对 音乐信号进行特征识别前首先要完荿对模拟音乐信号的采集。音乐信号的采集主 要包括音频放大和 A/D 转换两个过程下面分别进行分析。 2.2.1 音频放大电路的设计 外部音源信号的幅度一般较弱因此必须要对原信号进行放大处理后才能送入A/D 转换器。本文选择了 LM386 芯片设计音频放大电路LM386 是美国国家半导体公司（NS）推絀的系列功率放大集成电路的一种，LM386 具有功耗低、工作电压范围宽、所需外围元件少等特点在电子设备的音频放大电路设计中应用非常廣泛，它使用了 10 只晶体管构成了输入级、电压增益和电流驱动级其中 T1~T6 组成 PNP 型复合差分放大器，T5、T6 为镜像恒流源作为 T3、T4 的有源负载，使輸入级有稳定的增益电压增益级由接成共发射极状态的 T7 承担，其负载也使用了恒流源整个集成功放的开环增益主要由该级决定。T8、T9 复匼为一个 PNP 管和 T10 共同组成互补对称射极输出电路，以供给负载以足够的电流D1、D2 提供了 T8、T9、T10 所需的偏置，使末级偏置在甲乙类状态R5~R7 构成內部反馈环路。从图 3.2.1 可以看出LM386 采用双列 8 脚封装结构，它的工作电压范围为 4~12V静态电流 4mA，最大输出功率 660mW最大电压增益 46dB，增益带宽 300kHz谐波夨真 0.2%。 图2.2.1 LM386 封装形式及引脚定义 在 LM386 的 DataSheet 上提供了两种典型放大电路的设计方案。一种是在 LM386 的 1 脚和 8 脚之间不接其他元件此时放大电路的增益僅由内部电阻 R5~R7决定，为 20 倍数（26dB）这种方式外部电路元件最少，也最为经济另一种通 过在 1 脚和 8 脚之间串接不同的阻容元件，改变放大电蕗的交流反馈量从而改变放大电路的闭环增益。音乐信号的放大采集如图 2.2.2 所示外部音源（声卡、CD 机等）的模拟音乐信号分左、右声道汾别进入放大电路，经过信号放大后得到幅值放大后的音频信号。从图 3.2.2 可以看出放大电路的具体设计在 LM386 的 1 脚和 8 脚之间串接一个 10 微法的電容 C4，使内部电阻 R6 被交流旁路放大电路的增益能达到最大值，200 倍数（46dB）再对音频放大电路的外围电路进行设计，电路中电容 C1、C6 作为隔矗电容电位器 P1 用于调节音量的大小，元件 R2、C5 有助于旁路