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音樂噴泉控制系統設計開發


音樂噴泉能將燈光、音樂、水柱三者相結合,給人們帶來美的享受。目前,社會上的大中型音樂噴泉已經發展得比較完善,但是公共場所的音樂噴泉控制系統非常復雜,成本也高,因此將音樂噴泉微型化并使之“走進”室內是未來的發展趨勢。通過設計一個基于藍牙通信的音樂噴泉控制系統,并設計手機App控制噴泉的開關、水柱的高低以及音樂的開關、樂曲的選擇、聲音的大小。音樂噴泉同時配有LED燈,可用手機根據個人喜好調節LED燈的顏色變化,改變燈光的亮度。該系統通過實現噴泉、燈光、水柱三者的同時變換給人們帶來聽覺和視覺上的沖擊,使音樂播放器的實用性與噴泉的藝術性達到完美結合。

一、音樂噴泉系統整體設計

本系統分為硬件部分和軟件部分。硬件部分是以51單片機為核心控制模塊輔以音頻放大模塊、A/D轉換模塊、藍牙模塊構成。軟件部分有兩大組成:一是設置音樂噴泉水泵的高度以及LED燈閃爍方式,其次是實現手機App的顯示和控制。系統整體包括單片機模塊、藍牙模塊、電源電路模塊、A/D轉換模塊、采集模塊及手機App。

音樂噴泉系統開發

二、音樂噴泉系統硬件設計

2.1單片機控制模塊

主芯片選用AT89C51單片機。AT89C51單片機是一個功耗低、性能高的51內核的CMOS8位的單片機。此單片機有Flash只讀存儲器,256bytes的隨機存取數據存儲器(RAM),32個I/O端口,1個看門狗定時器,16位的可編程定時器有三個,具有ISP功能,能夠滿足本系統的設計需求。51單片機的四個數據輸出端口分別為P0、P1、P2、P3。其中P0有很強的負載能力,除了用作地址總線的底八位外,還可以作為數據總線當訪問外接擴展程序內存時和資料線連接A/D轉換器ADC0832。P1和P2的負載能力相較弱些。P2作為訪問外接內存的高八位地址線不能成為數據的輸出和輸入口,P3有讀寫控制、串口通信、外部中斷等特殊功能同樣也不能作為輸入和輸出口,只有P1可以作為數據的輸出口。

2.2音頻放大模塊

由于外部音源信號的輸出信號比較小,因此必須要將原信號進行放大處理后才能送入A/D轉換器。本系統選擇的音頻放大芯片是LM386。選擇LM386芯片主要是利用其功耗低、工作電壓范圍寬、所需外圍元件少等優勢。LM386是一個三級放大電路。第一級為差分放大電路,第二級為共射放大電路,第三級中由兩個復合的PNP管和一個NPN管構成準互補輸出級。

2.3 A/D轉換模塊

系統的輸入電壓為交流模擬量,本文通過全橋整流、濾波將交流模擬量變成直流信號,當信號為直流時再進行A/D轉換,其中A/D芯片選用ADC0832。ADC0832為8位分辨率的A/D轉換芯片,能夠滿足本設計的模擬量的轉換要單片機的ALE信號作為ADC0832的時鐘信號,其采用的時鐘頻率是12MHz,2MHz的ALE經四次分頻后為500kHz作為ADC0832的時鐘頻率,最后通過單片機P1接受ADC0832傳來的數據,采用查詢方式從串口發送出去。

2.4藍牙控制模塊

藍牙的使用方式是FHSS(跳頻擴譜),每秒鐘跳變一般是1600次,79個頻帶通道來劃分83.5MHz的頻帶,每個時刻占的帶寬是1MHz。GHSK(高斯頻移鍵控)是它的調制方式,數據和語音的無線通信能夠同時進行。藍牙的通信距離比較短一般為10—50 m。藍牙模塊連接時,首先配置串口模塊。這里分兩步,第一步將藍牙串口模塊配置成從機模式,第二步進入藍牙串口模塊設置界面,將模塊通過串口線與電腦連接。打開“藍牙測試軟件”的右邊輸入你要配置的信息。由于之前已經將藍牙串口模塊設置成藍牙從機模式,所以采用手機App作為主機發起連接。打開串口調試軟件。最后,在串口調試軟件發送數據到手機上。實現手機App與藍牙模塊的連接,使用戶能夠隨時用手機控制微型音樂噴泉系統。

三、音樂噴泉系統軟件組成

本文采用51單片機程序開發軟件Keil uVision4,下載軟件是STC-ISP。利用Eclipse軟件對安卓的終端程序開發,打開編寫好的手機App進行客戶端登錄,即可對音樂噴泉進行控制。

(1)軟件主流程圖

圖1 音樂噴泉系統主流程圖

(2)手機App的開發:利用Eclipse進行App的開發,編寫滿足自己需求的軟件后,找到安裝包apk文件,發送到手機里面進行安裝。App和手機中的RAM構建通道,使藍牙模塊與手機藍牙連接,最終搭建好整個系統的連接,使用手機來控制整個系統。

總結

本文提出一種基于藍牙技術的音樂噴泉控制系統的設計方案,通過藍牙模塊實現音樂噴泉和手機App的通信,采用ADC0832將手機傳輸的音樂從模擬量轉換為數字量,用單片機串口將音樂數據發送給藍牙模塊,從而完成數據的無線轉發,實現對音樂和水柱大小等的控制和實時顯示。

以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的基于藍牙技術的音樂噴泉控制系統的設計開發示例。如果您有音樂噴泉系統方案開發需求,可以放心交給我們。我們代理多種單片機、語音芯片、雙模藍牙IC、wifi芯片。品牌有松翰單片機、應廣單片機、杰理藍牙、安凱藍牙、全志、瑞昱(realtek)。我們的技術服務范圍有:PCB設計、單片機開發、藍牙方案、軟硬件定制開發、APP開發、小程序開發、微信公眾號開發等。還可以承接智能電子產品方案設計、生活電器開發、美容儀器研發、物聯網平臺應用、智能家居控制系統、TWS耳機、藍牙耳機音箱開發、兒童益智玩具方案開發、電子教育產品方案設計等。