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1、模拟电子技术课程设计说明书 音乐彩灯控制器院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 李艺为 指导教师： 贾雅琼 职称 讲师 专 业： 自动化 班 级： 自本1001班 完成时间： 2012年6月3日 19摘 要 音乐彩灯控制器是音乐声响与彩灯灯光的相互组合，它由音乐声响控制彩灯灯光效果的控制电路.该彩灯控制器有三路,分别由不同颜色的LED组成，它随着音乐的节奏、大小、音调的变化而变化的，它的亮度、颜色和图案不断变换，使彩灯在艺术上有了很大的提高，也使人的视觉和听觉结合在一起获得综合的艺术享受。本文的主要内容有以下几点： 1、设计音乐信号放大电路。 2、555时基电路构成单稳态实现音乐大小控
2、制彩灯。 3、555时基电路构成多谐电路实现音乐节奏控制彩灯。 4、设计滤波电路，实现音乐的音调控制彩灯。关键字 555时基电路；音乐大小；音乐节奏；音调高低ABSTRACTMusic lights controller is music sounds and the mutual combination light colored lights, it consists of music sound control lights lighting effect of the control circuit. The lights controller have three road, res
3、pectively by different colors of LED, it along with music rhythm, size, tone changes, its brightness, color and pattern continuously transformation, make the lights on art had the very big enhancement, also make the person of visual and auditory together get comprehensive art enjoyment. The main con
4、tent of this article have the following: 1, design music signal amplifier circuit. 2, 555, a single state circuit realized music size control lights. 3, 555, more than a circuit circuit implementation music rhythm harmonic control lights.4, design filter circuit, realize the music of tone control li
5、ghts.Key words The 555 circuit; Music size; Music rhythm; Tones discretion目 录1.设计课题-音乐彩灯控制器.11.1设计课题任务.11.2 功能要求说明.11.3 音乐彩灯控制器总体方案介绍及工作原理说明.12.音乐节奏控制彩灯.32.1音乐节奏控制彩灯的工作原理.32.2 音乐节奏控制彩灯的电路设计.32.2.1音频放大电路.32.2.2 多谐振荡器.42.2.3 CD4017电路.42.2.4 音乐节奏控制彩灯总电路图.53.音量大小控制彩灯.63.1音量大小控制彩灯的工作原理.63.2 音量大小控制彩灯的电路设计
6、.63.2.1放大电路设计.63.2.2 单稳态电路设计.63.2.3音量大小控制彩灯总电路图.74.音调高低控制彩灯.84.1音调高低控制彩灯的工作原理.84.2 音调高低控制彩灯的电路设计.84.2.1高通滤波电路.84.2.2 低通滤波电路.94.2.3 音调高低控制彩灯总电路图.95.小功率电源电路的设计.106.设计结论、误差分析、教学建议等.11结束语.12参考文献.13致 谢.14附 录.151. 设计题目-音乐彩灯控制器声控音乐彩灯是音乐声响与彩灯灯光的相互组合，使音乐的旋律伴以亮度、颜色和图案不断变换的灯光，使人的视觉和听觉结合在一起，获得导综合的艺术享受。1.1 设计课题任
7、务设计一个音乐彩灯控制器。要求该音乐彩灯控制器电路由三路不同控制方法的彩灯所组成，采用不同颜色的发光二极管显示。1.2 功能要求说明 第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样； 第二路按音量的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且灯被点亮的数目增多； 第三路按音量高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分灯点亮。1.3 音乐彩灯控制器总体方案介绍及工作原理说明1.3.1设计思路根据课题要求，本控制器可分别用三部分电路实现。音乐的节奏往往由乐队的鼓点来体现，实质上它是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此，可采用计数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号
8、发生器（或称时间顺序控制器），使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。为实现音量强弱（信号幅度大小）对彩灯的控制，应该将声音信号变成电信号，经过放大、整流滤波，以信号的平均值驱动彩灯发亮。信号强，则灯的亮度大，且点亮灯的数目增多。为实现音调高低（信号频率高低）对彩灯的控制，采用高低通有源滤波电路。低通滤波器限制高音频信号通过，而高通滤波器限制低音频信号通过，分频段输出信号，经过放大驱动相应的发光二极管点亮。1.3.2 控制器原理框图采用动圈式话筒或者扬声器，将声响信号变成电信号输出，信号源经放大器放大后输出分别送往：（1）单稳态触发器，输出脉冲信号通过驱动电路来驱使彩灯发光；（2）多谐振荡器脉冲输出到计
9、数器，计数脉冲通过计数和译码驱使彩灯发光；（3）送往高低通电路，取出所需要频段信号后驱动彩灯发光。控制器原理图2. 音乐节奏控制彩灯2.1 音乐节奏控制彩灯的原理音乐的节奏往往是由乐队的鼓点来体现，实质上是具有一定时间间隔的脉冲信号。我们的目标是 要彩灯按照节奏依次闪亮。因此，设计了一个多谐振荡器，由音乐信号调谐，产生计数脉冲，使彩灯循环点亮的速率随音乐的节奏而改变。有了节奏脉冲，还应有计数和译码，这样才能依次点亮彩灯。LED点亮时，由于脉冲电流过大所以还需要限流电阻保护LED。由于在触发节奏脉冲的电压比输出的音频信号大，所以还需要一个音频放大电路。电源与上电路公用一个。电路工作原理：音频信号
10、输入后经过放大电路放大后进入多谐振荡调制其频率，多谐振荡产生出脉冲信号后送计数器计数后译码，再送入驱动电路驱动彩灯闪亮。图3-1 节奏流程框图2.2 音乐节奏控制彩灯的实现2.2.1 音频放大电路放大电路使用基极分压式射极偏置电路：工作电压为12V，同时，为了增强电路稳定静态工作点的效果，同时兼顾其他指标，工程上一般取Vbq=(35)V,I1=(510)Ibq.2.1另外，（1+）Re10(Rb1Rb2)2.2三极管为9013，9013的放大倍数为229 ,而b-e极限电压为0.7V才能饱和导通，由于9013集电极承受的最大电流为0.5A,R2=5.1K，所以用R1=1M的电阻使电压适合于三极管的放大。2.2.2 多谐振荡器该电路工作电压Ucc设为12V，输出级的驱动电流可达225mA。当R4远远大于R3时，,此时输出的波形为理想对称的方波，所以R4使用的可变电阻，这样实现了方波，也使R4可以调节电路的灵敏度。C1在充、放电过程中，其电压在的1/3到2/3之间变化，所以时基电路3脚输出高电平的时间可用以下式表示（即充电周期），即T1=0.7(R3+R4)C42.33脚输出低电平时间（即放电周期）: t2=0.7R4C142.4振荡周期： T=t1+t2=0.7(R3+2R4)C42.5
