音乐喷泉开题报告.doc

2011届应用工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称音乐喷泉控制设计专业应用电子技术班级应电0816学号1510081641姓名陆志欢校内指导教师余有芳校外指导教师钱向东应用工程学院2010年12月一、选题依据课题来源、选题依据和工程应用价值课题来源：本人在一家生产电子音箱设备的公司实习经过一段时间的实习我对音乐控制以及音频信号的控制转换等有了一定的了解所以我选择了音乐控制喷泉设计作为自己的毕业课题。选题依据：随着生活水平的提高人们对环境要求越来越高城市环境建设日益为人们所重视。喷泉作为一种观赏性较高的艺术水景不断地出现在城市的广场、公园及其他公共场所。在音乐喷泉中喷头的多姿造型和缤纷的水下灯光都受喷泉控制器的控制。由于不同的喷泉对水泵和彩灯组数的要求各不相同因此设计一种简单、通用、组数可灵活扩充的喷泉控制器就成为喷泉设计者的一个任务。本课题利用所学的知识设计一个音乐控制的模拟喷泉。工程应用价值：音乐喷泉是近几年来出现的喷泉水景与音乐欣赏相结合的产物它的出现改变了喷泉艺术单调不变的局面。在音乐的伴随下喷泉的高度、灯光的色彩以及喷泉造型等随着音乐变化而变化忽而气势磅礴犹如万马齐奔忽而悠然舒缓犹如春风抚过杨柳使观众陶醉于音乐与水型的完美结合中。目前音乐喷泉出现了各种表现形式比如大型广场喷泉、激光喷泉、水幕电影、超高喷泉、人工瀑布等。由于音乐喷泉作为一种独特的人工景观具有很大的观赏价值国内各大城市或在广场或在公园都有它的身影。可以说音乐喷泉己经成为一种娱乐产业具有很高的经济效益和社会效益。为了适应喷泉工程建设的需要国内出现了众多的喷泉设备厂和喷泉设计专业公司。音乐喷泉作为一种独特的人工景观获得了广大人民的喜爱不仅使得人们在视觉上得到了享受而且在音乐背景下能够激励我们的心智。目前音乐喷泉已经成为一种娱乐产业具有很高的经济效益和社会效益研究和设计高水平的音乐喷泉控制技术是非常重要的。二、课题的主要内容主要内容、可行性分析及技术解决方案课题的主要内容：设计一个基于单片机控制的音乐喷泉确定方案画出原理图和PCB版图购买元器件完成产品制作确定具体电路、制作、调试、作品验收。根据音乐的强弱对电机水泵或阀门进行控制以便控制喷泉水柱的高低驱动喷头的个数根据情况自行确定。可行性分析：用单片机根据音乐的强弱对电机水泵或阀门进行控制以便控制喷泉水柱的高低。输入为音乐成正比的电压信号输出为对水泵转速或阀门的控制量。选用单片机作为此次音乐喷泉控制系统设计的控制核心主要是为了实现单片放音并控制多个电磁阀的开闭动作和水泵的动作解决系统中信号的同步性问题。整个电路设计简单通用基于工程背景具有可行性。技术解决方案：方案一：基于硬件电路采样的前馈补偿音乐喷泉控制系统此方案优点是新型音乐喷泉控制方法的采样结果可以直接反映音乐强度并由喷泉控制器与上位机配合工作来实现数据的采集与处理该方法每0.1秒采样一次数据。当利用前馈补偿方式控制输出时前馈控制时间完全可由设置的“前馈”时间确定故可满足实际音乐喷泉前馈补偿控制的需要。可由于硬件条件的限制以及能力的要求较高实施较困难。方案二：基于全数字集成电路音乐喷泉控制器此方案设计分为音控、程控两用的音乐喷泉控制器。控制三组不同颜色的彩灯五台不同喷泉造型的水泵。音控、程控可用开关手动切换。程控的速度可用电位器调节。音控时输入音乐的音量直接控制彩灯音乐音量小则彩灯打开的组数少音量大则彩灯打开的组数多。整个电路设计简单通用基于工程背景具有可行性。方案三：基于单片机的音乐喷泉控制系统采用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口及其控制的准确性能够简单而又实用的将乐曲控制喷泉的动作。而且以AT89C51为核心的嵌入式控制器具有性价比高体积小易于操作等有点。因此本文采用该方案。该系统框图如下图所示。图1系统总体框图音乐的播放可在开启喷泉时由外部设备如VCD、DVD等设备播放也可由计算机播放。根据有无音乐信号（计算机上播放或外部输入）启停喷泉。当有音乐信号时获取声音强度通过模拟量卡、实时输出到变频器作用到变速电机上使喷头喷水产生随音乐起伏的效果。单片机控制系统具有启动喷泉、灯光捕获音乐产生输出控制显示当前音乐喷泉、灯光状态停止喷泉、灯光等功能同时对各组喷头进行一定时间内的一定规则内的随机轮换。系统实现了乐曲演奏、乐曲选择、乐曲序号显示、喷泉水柱控制、彩灯控制等功能。物体振动产生声音而振动的频率决定音调高低因此使用单片