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发光电子萤火虫设计.rar

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    发光 电子 萤火虫 设计
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    本科毕业论文(设计)论文(设计)题目:发光电子萤火虫设计学 院: 明德学院 专 业: 电子信息工程 班 级: 点信 12151 学 号: 122003110779 学生姓名: 陈泰飞 指导教师: 程远航 2016 年 5 月 28 日贵州大学本科毕业论文(设计)诚信责任书本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文(设计) ,是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。特此声明。论文(设计)作者签名: 陈 泰 飞 日 期: 2016.5.28 贵州大学毕业论文(设计) 第 页目录目录 .................................................................................................................................I摘 要 ..........................................................................................................................IIIAbstract ........................................................................................................................IV第一章 绪论 ..................................................................................................................11.1 选题的依据及意义 ..........................................................................................11.2 国内外发展的趋势 ..........................................................................................1第二章 单片机与 LED 概述 ........................................................................................32.1 单片机 51 系列单片机的概述 ........................................................................32.1.1 单片机的组成 .......................................................................................3第三章 方案设计 ..........................................................................................................63.1 设计要求 ..........................................................................................................63.2 总体方案设计 ..................................................................................................6第四章 设计的步骤 ....................................................................................................114.1 成品图及原理图 ............................................................................................114.2 焊接部分 .......................................................................................................124.3 焊接完成后的链接 ................................................................................15第五章 系统电路设计 ................................................................................................175.1 单片机主控电路设计 ....................................................................................175.2 LED 显示模块电路设计 ...............................................................................195.3 LED 点阵控制原理 .......................................................................................195.3.1 LED 简介 ............................................................................................195.3.2 LED 点阵 ............................................................................................205.3.3 显示原理 ............................................................................................20第六章 软件设计 ........................................................................................................226.1 软件设计流程图 ............................................................................................226.2 音乐频谱硬件设计 ........................................................................................32贵州大学毕业论文(设计) 第 I 页第七章 系统的测试 ....................................................................................................347.1 硬件测试 ........................................................................................................347.2 软件测试 ........................................................................................................34第八章 结论 ................................................................................................................36致 谢 ......................................................................................................................38附录 ..............................................................................................................................39贵州大学毕业论文(设计) 第 II 页发光电子萤火虫设计摘 要本设计采用一种增强的 8051 微控制器基于 STC12C5A60S2 控制器,通过 MCU 内置 ADC,用于音频信号采样,量化,然后通过快速傅里叶变换, 具有增强的 8051 微控制器 STC12C5A60S2 作为主控制器,通过 MCU 的系统内置的采样和量化的音频信号的模数转换器,然后通过快速傅立叶变换算法,在频域中计算出的各频率分量的音频信号功率和双色 LED 单元板显示。该方案具有电路结构简单,开发和生产成本低的成本低的优点。萤火虫光的进一步模拟,使得可以更换电子发光缺陷萤火虫单个光。由于萤火虫发出只在夜间可以清楚地看到,它是由发出的光与我们通常看到闪灯的灯都不同。在闪烁的灯光发出的光比较单调,而且从萤火虫的光强到弱,短而明亮。电子萤火虫电路是基于这样的一个特定仿真萤火虫发光设计的发光特性的萤火虫的性质。关键词:单片机,傅里叶,LED,发光电子,音频;贵州大学毕业论文(设计) 第 页Design of light emitting electronic fireflyAbstractThe system with enhanced 8051 microcontroller STC12C5A60S2 as main controller, through the MCU built-in ADC of the audio signal of sampling and quantization, and then through the fast Fourier transform algorithm, in the frequency domain calculated the audio signal of each frequency component of the power and the double color LED unit board display. The scheme has the advantages of simple circuit structure, low cost of development and low production cost. Further simulation of the firefly light, makes it possible to replace the electronic luminescence defects firefly single light. Because the glow worm sends out only in the night can be clearly seen, it is issued by the light and we usually see the lights flashing lights are different. The light emitted by the flashing lights is rather monotonous, and the light from the glow worm is strong to weak and short and bright. Electronic firefly circuit is based on the nature of the glow worm of this kind of light emission characteristics of the design of the firefly glow of a certain simulation.Key words: single chip microcomputer; Fu Liye; LED; light emitting electron audio frequency;贵州大学毕业论文(设计) 第 0 页第 1 章 绪论1.1 选题的依据及意义因为萤火虫发光只有在夜间才可以清楚地看到,由于它发的光与我们平时看到闪灯的光是不同。在闪烁的灯光发出的时候光线比较单调,从萤火虫的光强到弱,短而明亮。电子萤火虫电路是基于这样的一个特定仿真萤火虫发光设计的发光特性的萤火虫的性质。这种设计可模拟萤火虫习惯和行为,尤其是一些电子萤火虫在一起,看萤火虫群堆积现象主要是模拟的萤火虫发光,发光的电子代替萤火虫单个发光缺陷。设计可以实现黑夜自然发光。因此,使用电子发光管的模拟萤火虫的光,本设计采用自然光节能,绿色环保,开发能力强。可用于 MP3,手机和电脑输出音乐信号的实时频谱显示这是在本文介绍的音乐频谱显示。系统采用增强的 8051 微控制器 STC12C5A60S2 作为主控制芯片,通过 MCU内置的音频信号的 ADC 采样,连续信号的离散化,然后通过快速傅立叶变换(FFT)算法,在频域中计算出的音频信号的功率的各频率分量的,双彩色 LED 单元板显示。根据该频率并不多的情况下,该系统具有与 DSP 或 ARM 作为主控芯片相比电路结构简单,开发和生产成本低的优点。这项研究的意义带领称为第四代照明光源,具有节能,环保,安全,使用寿命长,功耗低,发热,亮度高,防水,微型,防震,易调光,集中的光束,维修方便等特点,可以广泛应用于各种指示,显示,装饰,背光源,普通照明等领域。基于上述优点,LED是越来越广泛用于市场,不仅以取代传统的照明具有地方,另一方面,也开放了很多传统照明的不能在现场实现。因此,未来必然有大量应用LED制成的电子玩具。而这个时候我们选择了LED作为音乐频谱的显示部分。1.2国内外发展的趋势由于它的单片机技术和数字信号处理技术的应用,它不同于普通的灯光装饰,不仅不同,而且与传统的激光舞台灯也不同。通过51单片机通信音频信号AD转换成数字信号,导致实现与音乐播放的LED光束的设备与音乐音量级别自动跳过音乐的频谱。BWE知道每个声音是由振动,声音之所以不同的变化产生的是,因为它们各自的振动不相同,根据傅立叶分析,任何声音可以被分成几个无线甚至正弦波,并贵州大学毕业论文(设计) 第 1 页它们常常包含许多谐波分量,这些组件往往和不断变化的。通过适当的控制,它可以产生明暗和色彩的变化,根据音乐的旋律和节奏,并能形成各种动态画面效果,绚丽斑斓的背景灯,在近几年迅速崛起,单芯片LED灯将被经常用于酒吧,歌舞厅,晚上总是,会所,休闲中心,娱乐LED彩色幕布等地,带动彩显天花,成为当晚最大的亮点。当一个全彩色LED取代单色LED 显示屏的一部分,全彩的单片机控制LED显示屏将成为迪斯科酒吧的高端,舞台灯还现场提出的背景照明产品。与微控制器可用于显示频谱信号LED灯,它会取代传统的灯箱,霓虹灯等产品,成为社会的主导产品。贵州大学毕业论文(设计) 第 2 页第二章 单片机与LED概述2.1单片机51系列单片机的概述单片机(SCM) , (供应链管理) ,也被称为“ 微型计算机” , “微控制器” ,及“嵌入式微控制器” ,国际上使用“MCU” (控制器单元微)的调用 MCU。如果引进了 8 个单芯片为起点(1976) ,供应链管理发展的历史,所以供应链管理的发展历史可以分为 4 个阶段。第一阶段是探索的单级,主要是为了探索如何使计算机集成在单个核心主部件;第二阶段是在单片机改进阶段,提高的 8 位单芯片总线的并行位的地址空间的结构中,外围单元通过 CPU 指令的集中管理模式,反映的操作模式的控制特性。而且系统趋于丰富和完善,加大优秀指令控制功能的数量;第三阶段是微控制器在竞技场的发展,这是 51 系列基于加强外部电路功能的基本结构,控制功能以突出的 MCU,一些模拟到数字转换器的,在 DAC 程序运行监控器,脉宽调制器芯片,单片机微控制器控制对象的特点;第四阶段是供应链管理阶段的全面发展,很多大型半导体和电子制造商的系统也开始加入微控制器世界的发展和生产欣欣向荣的景象的发展。凭借在各个领域单个芯片的开发和应用,有 8,16,32 通用单片机具有高速,大范围的寻址和强大的计算能力,以及渺小而卑微的微控制器。目前市场上,供应链管理是在高性能和多品种方向发展,在未来的 MCU 的发展趋势将进一步走向 CMOS,低功耗,体积小,容量大,性能高,价格低,外围电路安装。2.1.1单片机的组成图 2.1 是单片机的典型组成结构框图,它可以通过内部总线到计算机的主要部分连接作为一个整体可以看出,它其内部总线包括地址总线,数据总线和控制总线。当中,地址总线是用于数据交换提供的地址,通过输出 CPU 将地址发送到内存或 I / O 接口。对于数据总线 CPU 和内存或存储器和外设之间的 I / O 接口或之间交换数据;控制来自 CPU 的控制信号线的总路线和外部进入 CPU 和其它的响应行。贵州大学毕业论文(设计) 第 3 页图 2.1 单片机典型组成框图51 系列有 3 种形式,一种是 DIP(直插式封装双)封装形式,另一种是LCC(扁平封装四)封装形式。这种形式是一个方形芯片 44“J”形脚。另一种是QFP(扁平封装四路)包的形式,这种形式是方形的芯片与 44 的“J ”形的脚,但它更小,更薄,是一种表面安装封装形式。以下描述了 89S52 微控制器及其内部结构图的功能。引脚单片机 AT89S52 实际郊区 40,以下是 89S52 MCU DIP 封装管脚名,如图 2.2 所示。图 2.2 单片机结构框图
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