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基于STC12C5A60S2的音乐喷泉的设计

企业新闻 / 2021-09-04 00:34

本文摘要:音乐喷泉作为一种休闲娱乐娱乐的观赏性艺术景观早已获得了更加多的人们的青睐。愈来愈多的大型音乐喷泉在城市间修建,音乐喷泉也渐渐沦为建设绿化城市的一员,为城市加添色彩。 根据人们对音乐喷泉观赏性的市场需求,本文设计了以STC12C5A60S2单片机为核心的小型音乐喷泉。该系统使用A/D切换对音频信号展开收集和处置,根据音乐频谱的变化输入PWM信号掌控水泵的喷气水柱高度,用程序来掌控喷气的花样,通过音频信号来掌控彩灯的闪光,从而使得水姿和彩灯随音乐节奏而变化。

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音乐喷泉作为一种休闲娱乐娱乐的观赏性艺术景观早已获得了更加多的人们的青睐。愈来愈多的大型音乐喷泉在城市间修建,音乐喷泉也渐渐沦为建设绿化城市的一员,为城市加添色彩。

根据人们对音乐喷泉观赏性的市场需求,本文设计了以STC12C5A60S2单片机为核心的小型音乐喷泉。该系统使用A/D切换对音频信号展开收集和处置,根据音乐频谱的变化输入PWM信号掌控水泵的喷气水柱高度,用程序来掌控喷气的花样,通过音频信号来掌控彩灯的闪光,从而使得水姿和彩灯随音乐节奏而变化。利用单片机掌控的音乐喷泉,不仅实用性强劲,美观,且便于装载,性价比低,可随时随地观看音乐与喷泉的极致融合。

关键词:STC12C5A60S2单片机;音乐喷泉;A/D切换Abstract:Asakindofrecreationlandscapeornamentalartmusicfountainhasbeenmoreandmorepopular.Theconstructionofmoreandmorelargemusicfountaininthecity,musicfountainhasgraduallybecomeamemberofbuildinggreencity,addcolortothecity.Accordingtoornamentaldemandformusicfountain,thispaperdesignasmallmusicfountainbasedonSTC12C5A60S2microcontroller.ThesystemusesA/Dtransformationofthecollectionandprocessingoftheaudiosignal,spraythewatercolumnheightaccordingtotheoutputPWMsignaltocontrolthepumpchangemusicspectrum,tocontroltheinjectionpatternprogram,throughtheaudiosignaltocontrolthelightsflashing,sothatthestateofwaterandlightswiththemusicrhythmchanges.UsingSCMcontrolmusicfountain,notonlypractical,beautiful,andeasytocarry,highratioofperformancetoprice,theperfectcombinationofmusicandfountainwheneverandwhereverpossibletowatch.Keywords:STC12C5A60S2microcontroller;Musicfountain;A/Dconversion1.绪论1.1课题背景早在20世纪30年代前,喷泉只是作为一种为园林灌溉和建筑灌溉的技术被广为用于。直到1930年,音乐与喷泉结合的构想才被德国的OTTO PRZYSTAWIK(奥图.皮士特霍)首次明确提出。

其后将近一个世纪的发展,音乐喷泉已发展到大型化及多样化。音乐喷泉的水姿在灯光色彩的同构下,随音乐旋律千变万化,蔚为壮观,将视觉与听力融为一体(如图1.1右图)。大型的音乐喷泉功能齐全,规模大,有很强的震撼力,限于于大型音乐广场,对软硬件拒绝低,投资大。[1]图1.1音乐喷泉外景大型音乐喷泉一般在公园、湖面、广场等面积大的地方修建,人们在户外才能观看到音乐喷泉带给的美感。

而现代人们的生活节奏快,在户外休闲娱乐娱乐的时间较少,这显著无法符合人们的市场需求,为了符合这种市场需求,各种各样的音乐喷泉层出不穷,并渐渐向商品性较强的小型音乐喷泉的方向发展。所以小型音乐喷泉能走出家庭小区或酒店庭院,并沦为一种发展趋势。一个设计完备、生产美观的小型音乐喷泉,就是一件小艺术作品,不仅加添色彩,还美化环境。

目前,我国的大型音乐喷泉技术已日益成熟期,但对小型音乐喷泉的研究较较少,小型音乐喷泉不存在着协商性能劣等缺点。[1]所以设计音乐喷泉控制系统沦为关键。本文针对人们的市场需求设计了小型音乐喷泉,搭配单片机作为音乐喷泉控制系统设计的掌控核心,使用A/D切换对音频信号展开收集和处置,根据音乐频谱的变化输入PWM信号掌控水泵的喷气水柱高度,用程序来掌控喷气的花样,通过音频信号来掌控彩灯的闪光,从而使得水姿和彩灯随音乐节奏而变化。

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本设计解决问题了小型音乐喷泉系统信号的同步性问题。它用于了较较少的外围器件和较为简单的电路设计,成本低、体积小、水型转换多样,实用性强劲,合适室内观看。[2]1.2音乐喷泉的发展及现状社会的较慢发展增进人类社会的变革,进而人们对生活环境的拒绝也更加越高。

音乐喷泉是一种独有的人工景观,具备相当大的观赏价值,一般来说用作大型广场、宽阔的湖面、主题公园等。[3]它不仅可以减少周围空气的湿度,增加空气中的尘埃,减少空气温度,更加人们生活加添了不少情趣。

[4]音乐喷泉集光、声、色、形与一身,是艺术和现代高科技的极致融合。21世纪,音乐喷泉已沦为一种新兴产业,在世界各地较慢发展,不仅提升经济效益,还造就了社会效益。目前,我国音乐喷泉产业在较慢发展,如广东揭阳音乐喷泉,是国内最久、最低的江上音乐喷泉;西安大雁塔音乐喷泉,是全亚洲仅次于的矩阵音乐广场;洛阳音乐喷泉,享有世界首创的高科技水型、是世界上最久的数控跑完泉(如图1.2右图)。

但是,与国外知名音乐喷泉比起,技术上还是有所缺乏,如新加坡圣陶沙音乐喷泉,子集了彩光灯、芭蕾音乐和激光等世界先进设备的技术。图1.2我国知名音乐喷泉夜景图目前国内外的音乐喷泉都不能演出几首乐曲,这是因为音乐喷泉演出程序的设计、研发和调试十分费事、费力,必须音乐、计算机、掌控等专业专家的合作。

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[5]而在商业化下的音乐喷泉,更加多执着的是经济性,所以国内外主要针对大型音乐喷泉的研究和研发。但是其多使用工业PC机或PLC逻辑编程掌控,不仅耗资低、工程大、还要专门设计定做。

1.3本文的工作以及创意点本文主要以STC12C5A60S2单片机为基础,对音乐喷泉展开自动化掌控设计,通过硬件电路和软件程序设计解决问题音乐和喷泉的实时问题,并构建音乐、彩灯、喷泉三者变化完全一致的小型音乐喷泉设计。该设计的创意点有三:①单相潜水泵调压:大型音乐喷泉是利用变频器调节潜水泵的扭矩,而小型音乐喷泉是一种观看产品,不拒绝准确掌控潜水泵的扭矩,只要水柱高度变化与音乐变化完全一致,为了节约成本,本系统不使用变频器,使用单片机程序及其控制电路调节潜水泵扭矩。②小型化音乐喷泉:把湖泊、大型广场等户外才能观看到的大型音乐喷泉搬到到小区住宅。

③解决问题音乐喷泉同步性问题:大型音乐喷泉是把所须要音乐元素提早预处理,本系统没预处理能力,而是把音乐延时播出,与大型音乐喷泉处置方法忽略。2.系统阐述及方案论证2.1系统阐述音乐喷泉是以音乐的旋律和喷泉的水姿为基础,在灯光色彩的装饰下,使两者极致融合,给人感觉与震惊的影音感觉。现代科技的不断进步推展音乐喷泉的发展,音乐喷泉的控制系统的设计方案更加多,而方案中哪种掌控方案才能超过优良的性价比的掌控效果。

对于这一问题,本文设计对常用的继电器-接触器、PLC以及单片机掌控方案展开了分析和较为,并展开了方案的自由选择论证。2.。


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