3  音乐喷泉控制系统硬件设计

   本章的内容主要介绍了广场音乐喷泉控制系统基本的组成部分、控制过程以及各部分元器件的工作原理、单片机外部硬件的接线图和控制系统主电路图等内容。该系统主要是以AT89C51单片机为核心，经过ADC0832芯片处理成数字信号并将数据传输至AT89C51单片机，通LED数码管显示数值，显示的数值为喷泉系统中灯亮的数量，以实现喷泉系统控制。另外还有一些辅助原件，主要包括了晶振、电阻、电容、按键等。音乐喷泉控制系统总体电路如图3。1所示。

图3。1 音乐喷泉控制系统总体电路图

3。1  系统整体结构

    本设计系统主要由单片机电路、单片机最小系统电路、音频采集放大电路、电机驱动电路、AD转换电路、灯光电路以及声响控制电路等部分组成。

在此控制系统中，利用A/D模块对音乐信号的数据采样，根据控制精度的需要,人耳的听觉,音乐信号的特点来进行信息采集。由于人耳听到的是广场上播放乐曲的声音,而人眼看到的是喷头的水流量与潜水泵的速度成一种线性关系,阀门喷出的水流量高度与潜水泵的旋转速度变化成比例,而潜水泵的旋转速度又与给变频器所设定的频率以及频率变化速度成比例，声音强度与采样过来转换后的数字量成比例,因此单片机需要对采样后的数字量进行分段、转换、比较才能输出到相对应的电机，这样达到了控制水泵旋转速度。

    因为有了这种系统，音乐已不再仅仅是背景音乐，音乐已用来控制整个喷池喷头的动作与否，因而已达到了音乐喷泉的最基本要求

3．2 单片机主控模块

3。2。1  AT89C51单片机简介

（1）中央处理器（CPU）来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

中央处理器是单片机的核心，具有完成运算和控制功能。AT8051的CPU能够处理8位二进制数或代码。

（2）内部数据存储器（内部RAM）

AT89C51芯片有256个RAM单元，但其中后128单元被专用寄存器所占用，能为寄存器供用户使用的只是前128个单元，用于存放可读写的数据。因此平常所说的内部数据存储器是指前128个单元，简称内部RAM。

（3）内部程序存储器（内部ROM）

AT89C51共有4KB的掩膜ROM，用来存放程序、原始数据或表格，因此，称之为程序存储器，简称内部ROM。

（4）定时/计数器

AT89C51共有两个16位的定时/计数器，来实现定时或计数的功能，并以其定时或计数的结果对计算机进行相应的控制。

（5）并行I/O口

AT89C51共有4个8位I/O口（P0、P1、P2、P3），来实现芯片数据的并行输入输

出。

（6）串行口

AT89C51单片机有一个全双工的串行口，能够实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能比较强，既可以作为全双工异步通信的收发器使用，也可作为同步移位器使用。

（7）中断控制系统

AT89C51单片机的中断功能比较强，能够满足控制应用的需要。AT8051共有5个中断源，即外部中断两个，定时/计数中断两个，串行中断一个。全部中断可以分为高级和低级共两个优先级别。

（8）时钟电路

AT89C51芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需要外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。该系统允许的晶振频率一般为6 MHz和12 MHz。

   从上述内容的可以看出，AT89C51虽然是一个单片机芯片，但是作为计算机应该具有的基本部件它都包含，因此实际上它已经是一个简单的微型计算机系统[3]。