单片机音乐彩灯课程设计

摘要

主要介绍了一种利用单片机AT89C51 和8个LED及一个蜂鸣器构成的音乐彩灯控制系统。可以根据需要实现对彩灯循环显示效果的控制,并配以音乐。该系统具有实用，功能灵活多样，实现简单等特点。文章详细阐述了其基本组成，探讨了系统的工作原理，并给出了系统的硬件和软件的设计方法。

关键字:单片机，循环彩灯，音乐

Abstract

This article mainly introduced one kind control system of music and color lamp. It is made up of single chip (AT89C51), eight LED and a speaker. It can come true a control of color lamps’ cycle display, and mix music. This system is practical, its function is nimble and diverse, and the realization is not hard. This article expatiated its basic configuration，discussed the system's work principle, and given the system's design method about hardware and software.

Keywords: Single chip,cycle color lamp ,music

目录

摘要 ................................................................................... 错误!未定义书签。目录 ................................................................................................................... III 前言 .. (1)

第一章设计思路与原理方框图 (2)

1.1 系统问题的提出 (2)

1.2 几种方案的比较 (2)

1.3系统整体设计模块 (3)

第二章系统硬件设计 (5)

2.1 单片机控制模块 (5)

2.2 音乐发声模块 (6)

第三章系统的软件设计 (10)

3.1 音乐发声部分 (10)

3.2 彩灯显示部分 (11)

第四章系统的安装与调试 (14)

4.1 系统设计的安装与调试 (14)

前言

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

单片机技术作为一种技术手段,它的发展以微处理器(MPU) 技术及超大规模集成电路技术的发展为先导, 以广泛的应用领域拉动,表现出较微处理器更具个性的发展趋势。在考虑到制作成本的前提下,根据单片微型计算机具有集成度高、体积小、运行可靠、价格低廉等许多独特的优点, 可以利用单片机来实现对各色彩灯的自动控制, 它可以随着编辑软件的不同再加上输出设备(彩灯) 的排列变化,实现千变万化的效果。并配以背景音乐，从而达到彩灯与音乐相辅相成的效果，实现视觉和听觉上的美感享受。

本文提出了一种基于AT89C51单片机的音乐彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。该系统原理简单, 实际应用效果较好，主要利用单片机的可编程控制原理,由硬件和软件两部分组成。硬件部分以AT89C51单片机作为主控核心，与音乐、LED显示、串入并出等模块组成。软件系统由主程序及不同的延时子程序构成。

第一章设计思路与原理方框图

1.1 系统问题的提出

随着经济的迅速发展,人们需要进一步地提高生活质量、美化生活环境,利用各种彩灯来装饰美化已成为一种时尚。单片机彩灯(广告灯)控制电路大体上可分两大类：一类是单片机固化程序控制器，这类控制器也称专用彩灯控制器，是把彩灯闪烁变化的程序在制作集成芯片时，就已设计好，并固化在芯片内，用户只需配接适当的电源及外电路，就按块内程序闪烁发光。另一类就是单片机编程控制器，这类控制器的闪光程序，并没有事先设计好，用户要制作这类彩灯控制器，就要根据闪光变化的需要来设计程序，然后，依靠计算机或仿真器的帮助把编好程序烧录到单片机内，用户只要连接好电源与外电路，彩灯便可按照设计的程序闪烁。单片机彩灯控制器根据电路结构的不同又可分为并行输出与矩阵输出两种形式，并行输出的控制器电路中，把所有路(个)的彩灯的正极都经过一个限流电阻接到电源的正极端，所有负极连在一起接地，再从彩灯的正极处引线接到单片机相应I／O端口上。这种形式的控制器适宜作流水、跳跃、反向、固定广告语、音乐喷泉、模拟礼花等花样变化的控制，对于单片机来说，具备多少I／O输出端口均可，少则3个端口就可设计出流水状的控制花样。而在矩阵输出形式的彩灯控制器电路中，是把所有路(个)彩灯的正极分别经一限流降压电阻接到电源正极处，而所有负极不是接在一起，而是分别接至单片机的一组I／O端口上，然后，再把所有路(个)彩灯的正极又分别接至单片机另一组I／O端口上，形式像矩阵。这种形式的控制器，适宜作多花样控制，也可作字符显示屏闪烁花样的控制，不过这种形式的控制器要求单片机需有多组I／O输出端口，或需用多个单片并联扩展使用。

对于彩灯的控制只是达到很好的视觉效果，如果再伴随背景音乐，将能同时满足视觉和听觉上的完美享受。使用单片机可以驱动蜂鸣器发出声音，还可以控制其发出不同的声调，从而连接起来构成一个曲子。当然，市场上很多中音乐模块或是音乐芯片，可以直接产生各种曲子。但是，这种模块价格比较贵，电路结构比较复杂。如果系统中仅需要产生简单的音符或简单的曲子，可以使用单片机配合简单的蜂鸣器而产生需要的音乐效果。

1.2 几种方案的比较

(1)基于AT89C51单片机的彩灯控制方案

本方案以AT89C51单片机作为主控核心，将其串行端口连接一个串入并出的寄存器。通过该外接寄存器可以对输出的信号进行串行与并行的转换，从而实现对由多个彩灯组成的循环彩灯的控制。本方案原理简单,主要是利用单片机的可编程控制原理,由硬件和软件两部分组成。具有体积小、运行可靠、价格低廉等特点，而且随着编程的不同