2011届应用工程学院毕业设计（论文）开题报告一、选题依据课题来源、选题依据和工程应用价值课题来源：本人在一家生产电子音箱设备的公司实习，经过一段时间的实习，我对音乐控制以及音频信号的控制转换等有了一定的了解，所以我选择了音乐控制喷泉设计作为自己的毕业课题。选题依据：随着生活水平的提高，人们对环境要求越来越高,城市环境建设日益为人们所重视。喷泉作为一种观赏性较高的艺术水景，不断地出现在城市的广场、公园及其他公共场所。在音乐喷泉中，喷头的多姿造型和缤纷的水下灯光都受喷泉控制器的控制。由于不同的喷泉对水泵和彩灯组数的要求各不相同，因此设计一种简单、通用、组数可灵活扩充的喷泉控制器就成为喷泉设计者的一个任务。本课题利用所学的知识，设计一个音乐控制的模拟喷泉。工程应用价值：音乐喷泉是近几年来出现的喷泉水景与音乐欣赏相结合的产物，它的出现改变了喷泉艺术单调不变的局面。在音乐的伴随下喷泉的高度、灯光的色彩以及喷泉造型等随着音乐变化而变化，忽而气势磅礴，犹如万马齐奔，忽而悠然舒缓，犹如春风抚过杨柳，使观众陶醉于音乐与水型的完美结合中。目前，音乐喷泉出现了各种表现形式，比如大型广场喷泉、激光喷泉、水幕电影、超高喷泉、人工瀑布等。
由于音乐喷泉作为一种独特的人工景观，具有很大的观赏价值，国内各大城市或在广场或在公园都有它的身影。可以说，音乐喷泉己经成为一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益。为了适应喷泉工程建设的需要，国内出现了众多的喷泉设备厂和喷泉设计专业公司。音乐喷泉作为一种独特的人工景观，获得了广大人民的喜爱，不仅使得人们在视觉上得到了享受，而且在音乐背景下，能够激励我们的心智。目前音乐喷泉已经成为一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益，研究和设计高水平的音乐喷泉控制技术是非常重要的。二、课题的主要内容主要内容、可行性分析及技术解决方案课题的主要内容：设计一个基于单片机控制的音乐喷泉，确定方案，画出原理图和PCB版图，购买元器件完成产品制作，确定具体电路、制作、调试、作品验收。根据音乐的强弱对电机，水泵或阀门进行控制，以便控制喷泉水柱的高低，驱动喷头的个数根据情况自行确定。可行性分析：用单片机根据音乐的强弱对电机，水泵或阀门进行控制，以便控制喷泉水柱的高低。输入为音乐成正比的电压信号，输出为对水泵转速或阀门的控制量。选用单片机作为此次音乐喷泉控制系统设计的控制核心，主要是为了实现单片放音，并控制多个电磁阀的开闭动作和水泵的动作，解决系统中信号的同步性问题。
整个电路设计简单，通用，基于工程背景，具有可行性。技术解决方案：方案一：基于硬件电路采样的前馈补偿音乐喷泉控制系统此方案优点是新型音乐喷泉控制方法的采样结果可以直接反映音乐强度，并由喷泉控制器与上位机配合工作来实现数据的采集与处理，该方法每0.1秒采样一次数据。当利用前馈补偿方式控制输出时，前馈控制时间完全可由设置的“前馈”时间确定，故可满足实际音乐喷泉前馈补偿控制的需要。可由于硬件条件的限制以及能力的要求较高，实施较困难。方案二：基于全数字集成电路音乐喷泉控制器此方案设计分为音控、程控两用的音乐喷泉控制器。控制三组不同颜色的彩灯，五台不同喷泉造型的水泵。音控、程控可用开关手动切换。程控的速度可用电位器调节。音控时，输入音乐的音量直接控制彩灯，音乐音量小则彩灯打开的组数少，音量大则彩灯打开的组数多。整个电路设计简单，通用，基于工程背景，具有可行性。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，易于操作等有点。
因此本文采用该方案。该系统框图如下图所示。系统总体框图音乐的播放可在开启喷泉时，由外部设备如VCD、DVD等设备播放，也可由计算机播放。根据有无音乐信号（计算机上播放或外部输入），启停喷泉。当有音乐信号时，获取声音强度，通过模拟量卡、实时输出到变频器，作用到变速电机上，使喷头喷水产生随音乐起伏的效果。单片机控制系统具有启动喷泉、灯光，捕获音乐，产生输出控制，显示当前音乐，喷泉、灯光状态，停止喷泉、灯光等功能，同时对各组喷头进行一定时间内的一定规则内的随机轮换。系统实现了乐曲演奏、乐曲选择、乐曲序号显示、喷泉水柱控制、彩灯控制等功能。物体振动产生声音，而振动的频率决定音调高低，因此使用单片机控制输出不同频率的信号，就可以产生不同的音调；利用单片机的计时系统可以控制各个音调的时间，即实现节拍的控制。音调和节拍按照乐谱排列就实现了乐曲演奏的功能。喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调都有对应的一组输出点开关状态组合，从而实现乐曲控制喷泉动作的功能。三、预期成果预期成果：1、完成硬件电路设计，提供protel电路原理图及Pcb印制版图，最终达到硬件能准确无误地应用的目标。2、进行硬件调试，经确定无误后交指导老师批阅。3、撰写符合要求的毕业论文。四、评审意见指导教师的评价指导教师签名专业教研室的审查意见教研室主任：
