方案三：基于单片机的音乐喷泉控制系统

采用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，能够简单而又实用的将乐曲控制喷泉的动作。而且以AT89C51为核心的嵌入式控制器，具有性价比高，体积小，易于操作等优点。因此本设计采用该方案。

3  系统硬件电路的设计

 系统总原理图

3.1  音乐信号的采集

本文的研究针对的是采用外部音源的喷泉系统，因此在对音乐信号进行特征识别前首先要完成对模拟音乐信号的采集。音乐信号的采集主要包括两个过程，其一是音频放大，其二是 A/D 转换。下面分别进行分析：来`自^优尔论*文-网www.youerw.com

3.1.1  音频放大电路的设计

通常，外部音源信号的幅值比较小，从而，必须对原较弱的信号进行放大后才能输入到A/D 转换器中。本章选取 LM386 芯片来组成音频放大电路。美国国家半导体公司（NS）推出过一系列功率放大集成电路，LM386就是其中的一种，LM386 有众多的优点，它功耗低、而且工作的时候，电压范围宽、不光如此外围元件也少，LM386广泛用于电子设备的放大电路设计。LM386的输入级是由10 只晶体管组和成的。同时这些晶体管也构成了电压增益以及电流驱动级。其中 T1~T6 构成 PNP 型，复合差分放大器，T5、T6 为镜像恒流源，作为 T3、T4 的有源负载，从而 使输入级拥有比较稳定的增益。T7 组成电压增益级，其负载是一个恒流源，它接成共发射极状态。而且此增益级几乎确定了整个功放电路的开环增益。T8和T9 合在一起，组成一个 PNP 管，他们和 T10 一起构成相互补充，相互对称的射极输出电路，从而为负载提供足够的电流。D1和D2为T8、T9和T10供给正常工作所需要的偏置电压。R5~R7 组合成内部反馈环路。我们从图 3.2.1中可以轻松的看到，采取双列直插封装结构的LM386，其引出8 个引脚。正常工作时电压、静态电流范围分别是 4~12V， 4mA，其最大输出功率、电压增益 分别是660mW 、46dB，谐波失真仅仅是 0.2%，而增益的带宽却达到了 300kHz。