毕业论文：单片机的音乐喷泉制作-DIY分享全部设计资料源代码

因为最近忙着考试，所以都没时间更新博客了，在后台有个小姐姐给我留言说自己对单片机很感兴趣，但是又不知道从哪里开始学起，是先学硬件好还是先学软件好，其实在我们复杂的电子学里，硬件和软件是分不开的，硬件就像是我们的心脏和四肢，软件就像我们的大脑，如果只有软件没有硬件，那我们的系统就是一个没用的程序，不能执行任何操作，而如果只有硬件没有软件那么整个系统就是一个行尸走肉，是一个没有“大脑”的躯壳，我说到现在大家也应该明白了，硬不离软，软不离硬，只有软硬兼修，方能大成！好了，回到刚才的问题，我建议先从硬件开始学起，先理解了硬件的架构和各部分的工作原理，然后再去看软件，这样能更好的理解原理，就像我推荐大家先用汇编后用C一样好了，写了这么多，如果你有不同意见或者想法欢迎留言和私信。

今天送给大家一个比较简单的小项目吧，如果你有兴趣的话可以试着做一下呦！

好了老规矩先上实物图

正面图：

焊接好的成品背面图：

电路原理图：

PCB图：

音乐喷泉的项目元器件清单：

音乐喷泉单片机C语言参考源代码如下：

#include<reg51.h>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit out=P3^7;

sbit led1=P0^7;

sbit led2=P0^6;

sbit led3=P0^5;

sbit led4=P0^4;

sbit led5=P0^3;

sbit led6=P0^2;

sbit led7=P0^1;

sbit led8=P0^0;

sbit SCL=P1^2; //SCL定义为P1口的第3位脚，连接ADC0832SCL脚

sbit DO=P1^3; //DO定义为P1口的第4位脚，连接ADC0832DO脚

sbit CS=P1^0; //CS定义为P1口的第4位脚，连接ADC0832CS脚

uchar h1,date;

unsigned char adval;

void delay(uint z)

{

uchar y;

for(;z>0;z--)

for(y=120;y>0;y--);

}

以下是模数转换部分

/***********读数模转换数据********************************/

//请先了解ADC0832模数转换的串行协议，再来读本函数，主要是对应时序图来理解，本函数是模拟0832的串行协议进行的

// 1 1 0 通道

// 1 1 1 通道

unsigned char ad0832read(bit SGL,bit ODD)

{

unsigned char i=0,value=0,value1=0;

SCL=0;

DO=1;

CS=0; //开始

SCL=1; //第一个上升沿

SCL=0;

DO=ODD;

SCL=1; //第二个上升沿

SCL=0;

DO=SGL;

SCL=1; //第三个上升沿

DO=1;

for(i=0;i<8;i++)

{

SCL=1;

SCL=0; //开始从第四个下降沿接收数据

value<<=1;

if(DO)

value++;

}

for(i=0;i<8;i++)

{ //接收校验数据

value1<<=1;

if(DO)

value1+=0x01;

SCL=1;

SCL=0;

}

if(value==value1) //与校验数据比较，正确就返回数据，否则返回0

return value;

return 0;

}

void penquan() //PWM调压

{

date=ad0832read(1,0);

h1=(255-date);

out=0;

delay(h1);

if(h1>30) led1=1; else led1=0;

if(h1>70) led2=1; else led2=0;

if(h1>100) led3=1; else led3=0;

if(h1>130) led4=1; else led4=0;

if(h1>160) led5=1; else led5=0;

if(h1>180) led6=1; else led6=0;

if(h1>200) led7=1; else led7=0;

if(h1>220) led8=1; else led8=0;

out=1;

delay(date);

}

……………………

鉴于篇幅所限代码只能写到这里，由于平台不能上传附件，如果需要设计文件请留言或者私信，如果你有什么意见和建议欢迎大家交流，让我们共同学习，一起进步！

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单片机实例分享，打造音乐频谱时钟

（此处已添加圈子卡片，请到今日头条客户端查看）

电路原理

下面我们按各功能模块逐一给大家介绍一下这个制作的电路原理吧。

图25.1 时钟显示效果

图25.2 频谱显示效果

1.电源部分

电源电路如图25.3所示。

图25.3 电源部分的电路

电源模块采用了一支很常见的7805稳压芯片，再加一大一小两个电容进行滤波，输入端直接买了个9V/1A的电源适配器，方便省事。7805额定输出电流1A，对于这样的小系统来说，已经完全够用了。实际使用下来，7805发热不太大，无需加装散热片。为了使用方便，我在7805的输入端加装了一个开关和一个红色LED，分别作为系统电源开关和指示灯。

2.时钟、温度部分

这部分电路如图25.4所示。单片机采用的是STC89C52RC，考虑到成本和功能性问题，时钟部分我没有单独买时钟芯片，直接使用内部定时器中断作为时钟源，这直接导致的结果就是时钟误差稍大。经测试，每24小时误差在1分钟左右，作为一个功能性的DIY作品，就饶了它吧，呵呵……温度传感器采用的也是常用的DS18B20，相信大家都很熟悉。3个功能按键分别是时钟(闹铃)小时调整、时钟(闹铃)分钟调整和时钟/闹铃切换。

图25.4 时钟、温度部分的电路

为了跟“频谱”切题，时钟、温度的显示没有采用传统的数字表示，而是分别把时钟的小时、分钟的十位和个位分别用点来表示，每两列表示一位，每行表示一点，左下角是时钟，右上角是温度。是不是有点晕乎呢?其实只要你看了实物就会觉得很简单，文字的确不是很好表达。时钟没有单独设置“秒”的显示，为了增强显示效果，我特地在右下角设置了沙漏下落效果，每一秒钟下落一行。

3.频谱分析部分

电路如图25.5所示。这部分的制作跟“五色LED频谱”是一样的原理，都是把音频信号经AD采样，用快速傅里叶变换求出频点的幅值，再根据幅值大小来驱动相应的LED。只不过我设计的是每次采128个点，最后十六分频而已。单片机采用的是STC12C5A60S2，已经在信号输入端加了47pF的电容滤波，但还是发现有噪声。可能是因为使用的是洞洞板，还有就是走线过长的缘故。我试着加大了电容再次滤波，但直接导致低频响应变差，鉴于噪声不是很严重，最后只好作罢，将就一下了。

图25.5 频谱分析部分的电路

4.WAV 音乐播放部分

电路如图25.6所示。这部分应该是整个系统里面最复杂的了，WAV音乐播放部分是在数码之家论坛hit00版主的“WAV播放器”的基础上修改而来的。单片机选用的是STC12C5616AD，虽然该单片机自带有SPI接口，在一定程度上已经简化了程序，但SD卡文件的操作确实有难度。原来的程序里带有语音，受到单片机存储空间的限制，语音质量太差，没有“暂停”及”上一曲”功能。我去掉了语音，增加了暂停及上一曲功能。其中暂停功能的实现花了我不少时间，本来想当暂停的时候就让单片机进入死循环，开始的时候再跳出来，结果试了以后发现完全不是那么回事。单片机PWM信号的输出本来就用的中断，单片机进不进入死循环，中断还是一样的工作。要不就让它在暂停的时候掉电或是待机什么的呢?好吧，查STC12C5616AD的手册。一看手册我笑了，PCON电源控制寄存器不正是我想找的吗，单片机进入掉电模式，单片机状态维持当前值，呵呵……问题解决。功放部分采用了LM386功放芯片，直接引用了网上LM386的典型应用电路。

图25.6 WAV音乐播放部分的电路

5.显示部分

电路如图25.7所示。为了能有好的显示效果，显示部分用的是32×16的高亮度聚光蓝色LED组成的点阵屏，1kΩ电阻限流。全过程手工焊接，可能我焊得慢，整整焊了一晚上。焊接状态与电路细节如图25.8、图25.9所示。

图25.7 显示部分的电路

由于时钟部分跟频谱分析部分共用点阵屏，所以必须考虑两路信号的隔离分时显示。还有就是32列LED的列驱动问题。信号的隔离分时显示我用的是74HC573锁存器，通过控制OE端口将需要显示的信号线路的74HC573选通，而将另外一组信号通过74HC573的高阻态实现隔离。LED的列驱动选用的是74HC154(4线—16线译码器)，只需一组I/O口就可实现32列LED的列驱动了。

到此，整个系统的介绍就完了，在这里特别感谢数码之家论坛的hit00版主在制作过程中给予的大力帮助。图25.10就是这个实物作品的全家福。

为了尽量减少干扰和连线，整个板子电源全是用焊锡走的线。信号线采用杜邦线和插针连接，方便调试。

虽然制作时觉得挺累，但当看到自己做的东西“跑”起来那一刻，就什么都值了，我相信每一个DIY爱好者都会有这种感觉吧，也许这就是DIY的乐趣。相关源程序可到qq群657864614进行下载。