宮延 王艷秋沈陽工學(xué)院

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現(xiàn)代化音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

宮延 王艷秋*
沈陽工學(xué)院

摘要：本設(shè)計(jì)以臺(tái)灣生產(chǎn)的第四代音樂集成電路為主體，控制九種顏色的彩燈，同時(shí)控制三相異步電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)潛水泵噴水。使燈光的色彩、燈光的閃爍和噴泉水姿隨音樂節(jié)奏而變化。音樂噴泉是通過千變?nèi)f化的噴泉造型，結(jié)合五顏六色的彩光照明，來反映音樂的內(nèi)涵及音樂的主題，實(shí)現(xiàn)了音樂噴泉的智能化、分散化、綜合化和多樣化。

關(guān)鍵詞：音樂噴泉 音樂集成電路 潛水泵 C語言編

1　引言

噴泉是為了營造一個(gè)賞心悅目的現(xiàn)代化城市應(yīng)運(yùn)而生。噴泉經(jīng)力了從最初只能噴水，到后來加上了優(yōu)美的音樂，直至現(xiàn)在結(jié)合了彩燈和激光等先進(jìn)技術(shù)，使噴泉絢麗多彩，婀娜多姿，賞心悅目、使人流連忘返。

由于現(xiàn)在科技水平不斷地提高，各種音樂噴泉、程控噴泉、激光噴泉層出不窮，花樣繁多。靈感大多來自于自然界的種種水態(tài)，如瀑布、溪流、水簾、疊水、壁泉等。人們幾乎可以隨心所欲地創(chuàng)造各種晶瑩剔透、絢麗多姿的動(dòng)態(tài)水景。設(shè)計(jì)出來的噴泉，規(guī)?？纱罂尚。涑炭筛呖傻?。噴泉噴出的水，可形成柱狀，或是面狀等；水花大者如珠，細(xì)者如霧；使噴泉變化萬千，引人入勝，為城市環(huán)境增加了生機(jī)，為忙碌的人們帶來一絲絲愜意。即有益于身心健康，又能滿足視覺藝術(shù)的需要。噴泉在當(dāng)今時(shí)代，已經(jīng)形成了一道獨(dú)特的人文景觀。

2　音樂芯片和控制電路

2.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)方案

本電路由NE555振蕩電路、集成電路CD4017、HT38A2音樂芯片、LM386-1功放電路和等組成。HT38A2是第四代音樂電路，它本身是八位微處理器，將十二首八和弦世界名曲以數(shù)字形式燒入，每觸發(fā)一次變更換一個(gè)曲子。LM386-1為低頻放大器，播放的音樂要經(jīng)過四個(gè)集成電路LM386-1進(jìn)行放大。集成電路CD4017是十進(jìn)制時(shí)基電路，它的CP端受NE555輸出控制，每一個(gè)CP脈沖可使CD4017進(jìn)一位，今將其十個(gè)進(jìn)位端驅(qū)動(dòng)發(fā)光二級(jí)管，使發(fā)光二極管輪流發(fā)光，用以模擬噴泉的變化。當(dāng)每發(fā)出10個(gè)脈沖時(shí)，也就是十個(gè)發(fā)光二級(jí)管依次亮過后，會(huì)給第三個(gè)集成電路HT38A2音樂電路一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，這時(shí)開始播放音樂。圖2.1是由CD4017制作的彩燈電路。

圖2.1 用CD4017制作的彩燈電路

3　水泵的應(yīng)用及噴水設(shè)計(jì)

3.1 水泵的分類

按工作原理分：（1）葉片式泵可分為：離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵；（2）離心泵又可分為：單級(jí)泵、多級(jí)泵；（3）單級(jí)泵可分為：單吸泵。雙吸泵、自吸泵、非自吸泵等；（4）多級(jí)泵可分為：節(jié)段式、渦殼式；（5）軸流泵可分為：固定葉片、可調(diào)葉片；（6）漩渦泵也可分為：單吸泵、雙吸泵、自吸泵、非自吸泵等；（7）容積式泵：工作元件是在泵缸里做往復(fù)或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使工作容積交換地縮小和增大，來實(shí)現(xiàn)液體的排出和吸入。

本設(shè)計(jì)采用容積式水泵噴頭的選擇。

本設(shè)計(jì)采用花柱噴頭、霧狀噴頭、萬向直流噴頭、孔雀開屏半球蒲公英噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭、牽?；▏婎^、扁嘴噴頭、扇形噴頭、可調(diào)玉柱噴頭、涌泉鼓泡噴頭、禮花噴頭、樹冰噴頭等。

圖3.1～3.2為禮花噴頭和半球蒲公英噴頭。

圖3.1 半球蒲公英噴頭

圖3.2 禮花噴頭

4　結(jié)論

噴泉在當(dāng)今時(shí)代，成了一道獨(dú)特的人文景觀。人們幾乎可以隨心所欲地創(chuàng)造各種晶瑩剔透、絢麗多姿的動(dòng)態(tài)水景。形態(tài)優(yōu)美的音樂噴泉，可以緩沖和柔化城市中死板的建筑物和硬質(zhì)的地面，為城市環(huán)境增加了生機(jī)，為忙碌的人們帶來一絲絲愜意。不僅有益于身心健康，又能滿足視覺藝術(shù)的需要。松馳、舒適的環(huán)境氛圍能讓人們充分的得到放松，給人們愉悅的感受。

本設(shè)計(jì)以臺(tái)灣生產(chǎn)的第四代八和弦16首世界名曲音樂集成電路為主體，前面加NE555的震蕩電路，應(yīng)用其多諧振蕩器的接法去控制十進(jìn)制的計(jì)數(shù)電路CD4017，它的CP端受NE555輸出控制，每一個(gè)CP脈沖可使CD4017進(jìn)一位，今將其十個(gè)進(jìn)位端驅(qū)動(dòng)顏色的發(fā)光二級(jí)管，使發(fā)光二極管輪流發(fā)光，用以模擬噴泉的變化。當(dāng)每發(fā)出10個(gè)脈沖時(shí)，也就是十個(gè)發(fā)光二級(jí)管依次亮過后，會(huì)給第三個(gè)集成電路HT38A2音樂電路一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，這時(shí)開始播放音樂。播放的音樂要經(jīng)過地四個(gè)集成電路LM386-1進(jìn)行放大，可以將音量進(jìn)行放大。實(shí)現(xiàn)了音樂噴泉的智能化、分散化、綜合化和多樣化。

參考文獻(xiàn)

［1］沈德金.《MCS-51系列單片機(jī) 接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗烦霭嫔纾罕本┖娇蘸教齑髮W(xué)出版社

［2］程慶祥.《音樂電路HT38A2、HT3832》.《電子世界》.2004年第六期

［3］李廣弟.《單片機(jī)基礎(chǔ)》.北京航空航天大學(xué)出版社

［4］張忠夫.《都市建筑新景觀——音樂噴泉》.機(jī)械工業(yè)出版社.2003

*通訊作者：王艷秋