音乐喷泉控制系统设计开发

音乐喷泉能将灯光、音乐、水柱三者相结合，给人们带来美的享受。目前，社会上的大中型音乐喷泉已经发展得比较完善，但是公共场所的音乐喷泉控制系统非常复杂，成本也高，因此将音乐喷泉微型化并使之“走进”室内是未来的发展趋势。通过设计一个基于蓝牙通信的音乐喷泉控制系统，并设计手机App控制喷泉的开关、水柱的高低以及音乐的开关、乐曲的选择、声音的大小。音乐喷泉同时配有LED灯，可用手机根据个人喜好调节LED灯的颜色变化，改变灯光的亮度。该系统通过实现喷泉、灯光、水柱三者的同时变换给人们带来听觉和视觉上的冲击，使音乐播放器的实用性与喷泉的艺术性达到完美结合。

一、音乐喷泉系统整体设计

本系统分为硬件部分和软件部分。硬件部分是以51单片机为核心控制模块辅以音频放大模块、A/D转换模块、蓝牙模块构成。软件部分有两大组成：一是设置音乐喷泉水泵的高度以及LED灯闪烁方式，其次是实现手机App的显示和控制。系统整体包括单片机模块、蓝牙模块、电源电路模块、A/D转换模块、采集模块及手机App。

二、音乐喷泉系统硬件设计

2.1单片机控制模块

主芯片选用AT89C51单片机。AT89C51单片机是一个功耗低、性能高的51内核的CMOS8位的单片机。此单片机有Flash只读存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个I/O端口，1个看门狗定时器，16位的可编程定时器有三个，具有ISP功能，能够满足本系统的设计需求。51单片机的四个数据输出端口分别为P0、P1、P2、P3。其中P0有很强的负载能力，除了用作地址总线的底八位外，还可以作为数据总线当访问外接扩展程序内存时和资料线连接A/D转换器ADC0832。P1和P2的负载能力相较弱些。P2作为访问外接内存的高八位地址线不能成为数据的输出和输入口，P3有读写控制、串口通信、外部中断等特殊功能同样也不能作为输入和输出口，只有P1可以作为数据的输出口。

2.2音频放大模块

由于外部音源信号的输出信号比较小，因此必须要将原信号进行放大处理后才能送入A/D转换器。本系统选择的音频放大芯片是LM386。选择LM386芯片主要是利用其功耗低、工作电压范围宽、所需外围元件少等优势。LM386是一个三级放大电路。第一级为差分放大电路，第二级为共射放大电路，第三级中由两个复合的PNP管和一个NPN管构成准互补输出级。

2.3 A/D转换模块

系统的输入电压为交流模拟量，本文通过全桥整流、滤波将交流模拟量变成直流信号，当信号为直流时再进行A/D转换，其中A/D芯片选用ADC0832。ADC0832为8位分辨率的A/D转换芯片，能够满足本设计的模拟量的转换要单片机的ALE信号作为ADC0832的时钟信号，其采用的时钟频率是12MHz，2MHz的ALE经四次分频后为500kHz作为ADC0832的时钟频率，最后通过单片机P1接受ADC0832传来的数据，采用查询方式从串口发送出去。

2.4蓝牙控制模块

蓝牙的使用方式是FHSS（跳频扩谱），每秒钟跳变一般是1600次，79个频带通道来划分83.5MHz的频带，每个时刻占的带宽是1MHz。GHSK（高斯频移键控）是它的调制方式，数据和语音的无线通信能够同时进行。蓝牙的通信距离比较短一般为10—50 m。蓝牙模块连接时，首先配置串口模块。这里分两步，第一步将蓝牙串口模块配置成从机模式，第二步进入蓝牙串口模块设置界面，将模块通过串口线与电脑连接。打开“蓝牙测试软件”的右边输入你要配置的信息。由于之前已经将蓝牙串口模块设置成蓝牙从机模式，所以采用手机App作为主机发起连接。打开串口调试软件。最后，在串口调试软件发送数据到手机上。实现手机App与蓝牙模块的连接，使用户能够随时用手机控制微型音乐喷泉系统。

三、音乐喷泉系统软件组成

本文采用51单片机程序开发软件Keil uVision4,下载软件是STC-ISP。利用Eclipse软件对安卓的终端程序开发，打开编写好的手机App进行客户端登录，即可对音乐喷泉进行控制。

（1）软件主流程图

（2）手机App的开发：利用Eclipse进行App的开发，编写满足自己需求的软件后，找到安装包apk文件，发送到手机里面进行安装。App和手机中的RAM构建通道，使蓝牙模块与手机蓝牙连接，最终搭建好整个系统的连接，使用手机来控制整个系统。

总结

本文提出一种基于蓝牙技术的音乐喷泉控制系统的设计方案，通过蓝牙模块实现音乐喷泉和手机App的通信，采用ADC0832将手机传输的音乐从模拟量转换为数字量，用单片机串口将音乐数据发送给蓝牙模块，从而完成数据的无线转发，实现对音乐和水柱大小等的控制和实时显示。

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