音乐彩灯控制器.

摘要

本设计彩灯伴随音乐的节奏、大小、音调而变化的彩灯控制器。使彩灯在艺术上有了很大的提高，本文的主要内容有以下几点：

1、设计音乐信号放大电路。

2、555时基电路构成单稳态实现音乐大小控制彩灯。

3、555时基电路构成多谐电路实现音乐节奏控制彩灯。

4、设计滤波电路，实现音乐的音调控制彩灯。

关键字：555 时基电路、音乐大小、节奏、音调。

目录

第一章绪论 (1)

第二章音乐大小控制彩灯 (2)

2.1系统设计思路 (2)

2.2 音乐大小控制彩灯的工作原理 (3)

2.3音乐大小控制彩灯的电路设计 (3)

2.3.1 电源电路设计 (3)

2.3.3 放大电路设计 (4)

2.3.2 音乐大小控制彩灯的电路图的设计实现 (6)

第三章音乐节奏控制彩灯 (8)

3.1 音乐节奏控制彩灯的工作原理. (8)

3.2 音乐节奏控制彩灯的电路设计 (8)

3.2.1 音乐节奏控制彩灯的主要参数计算 (8)

3.2.2 音乐节奏控制彩灯总电路实现 (10)

第四章音调高低控制彩灯 (12)

4.1 音调高低控制彩灯的工作原理 (12)

4.2 音调高低控制彩灯的电路设计 (12)

4.2.1音调高低控制彩灯的主要参数计算 (12)

4.2.2 音调高低控制彩灯的电路图 (14)

第五章实物的制作和调试 (15)

总结 (19)

参考文献 (21)

附录 (22)

第1章绪论

第1章绪论

随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。特别是在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。但现在市面上的音乐彩灯只是按照一定的方式闪烁，让人们感觉到十分的粗糙无味，更没有声音那样用震撼力，音乐彩灯的出现让我们既有了听觉上的享受，更有了精神上的享受。但现在市面上的音乐彩灯只是按照音乐的一种方式闪烁，和音乐没多大关系，根本不能称为音乐彩灯。

本设计是一个音乐彩灯控制器，使其实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化，本电路的最大优点是可以实现音乐以三种方式控制彩灯的闪亮。实现了音乐大小、节奏、音调的控制。

设计任务与要求

（1）设计一个音乐声响与彩灯灯光相互组合的彩灯控制电路。

（2）有三路不同控制方法的彩灯，用不同颜色的LED表示。

（3）第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。

（4）第二路按音乐大小控制彩灯，音量大时，彩灯亮度加大，反之亦然。

（5）第三路按因调高低控制彩。

第2章音乐大小控制彩灯

2.1系统设计思路

音频在电信号中表现为多个正弦波叠加而形成。音乐的大小就表现为是演唱者的声音的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰和波谷，所以在他达到波峰时说明他的音量大。在波谷是音量就小，所就需要一个触发电路使他在音量大的时候就彩灯发光，音量小的时候灯灭。综合考虑：选择了NE555够成的单稳态电路，由于单稳态电路是低电平触发所以还需要一个反相放大器。

音乐的节奏往往是由乐队的鼓点来体现，实质上是具有一定时间间隔的脉冲信号。根据设计要求，彩灯要随着节奏闪亮，需要一个触发电路来检测脉冲信号并产生计数脉冲。根据要求选择了NE555构成的无稳态触发器，由于触发器的触发电压比音频信号的高就还需要一个放大电路，有触发信号后就还需要计数器和译码器来使彩灯闪亮。

音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升，所以应用滤波器滤出高频、低频。以方便驱动彩灯发光。

图2-1 总体框图

信号源经放大器放大后输出分别送往：（1）单稳态触发器，输出脉冲信号通过驱动电路来驱使彩灯发光；（2）多谐振荡器脉冲输出到计数器，计数脉冲通过计数和译码驱使彩灯发光；（3）送往高低通电路，取出所需要频段信号后驱动彩

灯发光

2.2 音乐大小控制彩灯的工作原理

音乐的大小，是原唱者的声音的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰，所以在他达到波峰时说明他的音乐大。在波谷是他就小，所以就需要设计一个触发电路，由声音的强弱控制，根据要求使用了NE555时基电路中的单稳态电路，触发后驱动LED发光。由于音频电压过小，所以还要设计一个放大电路。

图2-2 音乐大小

2.3音乐大小控制彩灯的电路实现.

2.3.1 电源电路设计

单稳态电路的工作电压在3～18V之间，选取12V电压为电源电压，所以设计时使用220V交流电压经过变压后得到12V的交流电压，再经过桥式整流、整流滤波后由三端稳压7812稳压为12V，供给各个电路元件使用。

1．电源电路结构

常见小功率直流稳压电源系统由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等四部分组成，如图2-3所示：

图2-3 电源电路结构图

稳压电路根据调整元件类型可分为电子管稳压电路、三极管稳压电路、可控硅稳

压电路，集成稳压电路等。根据调整元件与负载连接方法，可分为并联型和串联型。根据调整元件工作状态不同，可分为线性和开关型稳压电路。本电路主要采用集成三端稳压电路。

图2-4 电源电路

2 电源电路参数计算

（1）桥式整流二极管参数计算

正向平均电流：

mA mA O D F I I I 1543082121'===≥ 最大反向电压：

V V R RM U U U 107222(max)≈⨯=

=≥

（2）滤波电容参数： 31(35)

(35)2010221'27.3L T C R ---⨯⨯≥=

F F μ1830~100000183.0~001.0==

取C2=1000μF

电容耐压：V CM U U 1222=≥

取25≥CM U V,故电容参数为C:1000μF/25V 。

通过稳压管7812后 稳压为12V ，提供给各个电路。

2.3.3 放大电路

由于555单稳态电路是低电平触发，所以设计时采用了反向放大，三极管起反向作用，放大电源由1R 可得如图2-5所示。