摘 要随着绿色生态城市的大力推动，音乐喷泉以别具一格的吸引力和特殊的功能,被广大群众追捧。本文主要设计了以STM32F103C8T6单片机为核心的蓝牙音乐喷泉控制系统，音乐喷泉主要由STM32主控芯片、蓝牙模块、LED显示、微型水泵、外放喇叭等电子器件组成。音乐喷泉的音乐播放功能是使用的无线蓝牙技术，由其他的外部输入设备将所需要播放的音频通过蓝牙技术传输到单片机上，这些音频数据是由单独的芯片进行处理，也就是LM386功放芯片，最后这些音频数据转化成音乐播放，LED灯和水泵也同时进行工作，而且会根据音乐的起伏变化也同时产生变化。希望能为音乐喷泉的设计提供一个简单便捷的思路。摘 要 1
目 录
引 言 3
一 系统方案设计与器件选择 4
（一） 系统方案设计 4
（二）单片机芯片的选择 4
（三）扬声器驱动电路的选择 5
二 系统硬件设计 6
（一）硬件系统设计方案 6
（二）STM32单片机核心电路设计 6
（三）LED信号指示灯电路设计 7
（四）水泵控制电路（高低电平控制）设计 8
（五）LYYP蓝牙音频接收板模块电路设计 9
（六）LM386功放模块 10
三 系统软件设计 12
（一）编程语言选择 12
（二）系统主程序设计 12
四 系统测试 17
（一）电路焊接 17
（二）系统程序调试 17
（三）硬件测试 18
结论 21
参 考 文 献 22
致 谢 23
引 言
伴随着祖国的繁荣昌盛人们的生活也越来越丰富,人们对绿色环境的需求愈发强烈,绿色城市环境建设也越来越重要。本设计的出发点可以分为两个方向，一个是为户外音乐喷泉提供一个设计模型作为参考，另一个方向可以是家庭或者高雅展厅内结合室内景观提供氛围。户外喷泉是一种观摩性较高的装饰水景,一经出现就可以成为所在城市的地标性建筑，建造时间较早的喷泉水景型态普遍都不能调整，在视觉呈现上比较单一。现如今很多公共场所的音乐喷泉自带的音响效果都不是足够好 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072^ 
，只是单纯的让音乐随着喷泉的起伏变化而随之产生高低变换，并没有足够的音乐熏陶效果，只能供人们简单的观赏，也不方便挪动，并且这种音乐喷泉所需要的成本太高，因为其复杂的中央控制系统，后续的维修工作也是耗材耗力。所以桌面迷你音乐喷泉系统应运而生，这种原本只能在室外感受到的音乐喷泉系统可以简单轻松的转移到室内。随着环境音乐氛围动态变化,可在室内当做摆设或内饰。本文选择第二个设计方向，以STM32单片机设计的迷你音乐喷泉,把音乐与喷泉巧妙结合,形成独特光景。
音乐喷泉作为一项唯美的建筑艺术，它的伟大创造者为奥图皮仕特，音乐喷泉兴起之初只把它安排在人员流动大的地方，比如高档餐厅、大型超市等，外型比较小巧，随着科技的发展，音乐喷泉从原先的餐厅或者酒吧这种需要音乐氛围熏陶的娱乐场所渐渐推广到花园广场，并且音乐喷泉的灯光变换和水流的形态变化也随之越来越丰富多样，这也体现出了人们对于美和音乐享受的高度追求。
音乐喷泉主要由程序控制对外部音乐信号的收集，然后由单片机芯片对转换的数字信号识别比对继而进行编码和译码，然后将解码的信号输送到主控制系统中,主控系统进而控制水流的起伏和灯光的交替，保持和音乐节拍的大体一致。从而完美的统一喷泉，灯光，音乐，使得营造出来的景象更加引人入胜。
一 系统方案设计与器件选择
（一） 系统方案设计
本方案由STM32F103C8T6微型主控电路、无线蓝牙音频收集电路、LED彩灯显示电路、LM386功率放大器电路、小型水泵控制电路和供电电源电路组成。
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图2.1 系统设计框图
（二）单片机芯片的选择
方案一
选用CPLD可编程逻辑器件，此款处理器的数据出入为双通道输入输出，对复杂数据处理速度高效，可实现多种复杂的功能其优势有体积小、集成度高、I/O接口多、稳定性强等，适用于控制规模比较大的系统控制。本设计的功能并不复杂，对处理数据运算的能力要求不高，从自身的经济情况顾虑，不适合选用这方案。
方案二
选用STC89C52单片机，STC89S52微型控制器具有功耗低、性能强、集成 Flash 存储器等特点。然而该单片机需要多加一个ADC采样电路转换音频信号，故不选择此方案。
方案三
选用STM32F103C8T6单片机，STM32F103C8T6是基于ARM 架构的32位的实时跟踪仿真的处理器具有实时性能强、功耗控制稳、模块集成高等优点。与STC89S52单片机不同的是它内置了ADC音频转换，不需要额外的转换电路配件。该单片机的功能完全适合本方案。
综上所述故选择方案三
（三）扬声器驱动电路的选择
方案一
使用8050三极管进行扬声器的扩大，使用8050三极管驱动电路比较简易，但是音乐的音量大小是固定的无法调节。
方案二
使用LM386芯片，这款芯片主功耗极低，非常适合搭配移动式电源。静态电压由两个内部增益设置电阻调节初始增益为20，为使信号放大可使内部增益从初始增益20（最小）调控到200（最大），可通过外部引脚1和8进行调整。在小型电源的直流供电下，它所需要的待机功耗仅为24mW，非常的省电完美的契合需要移动电源供电的场景。
故选择方案二。
二 系统硬件设计
（一）硬件系统设计方案
本系统由STM32F103C8T6微型控制电路、LED彩灯频谱显示电路、水泵驱动电路、无线蓝牙接收模块、LM386音频放大电路组成。与音乐播放设备的连接方式为两种有线连接或无线蓝牙连接，连接成功后即可播放音乐，通过单片机内置的ADC转换芯片对音频信号进行转换处理，转换结果驱动LED彩灯亮灭形成频谱，水泵则通过单片机发出的PWM脉冲信号控制水泵电机转速来实现水流的高低变化。声音的控制则可通过位于LM386模块上的继电器调节，音频声音的大小不同其对应的LED显示及PWM脉冲信号也不同，继而实现音乐与喷泉结合的整体效果，图21为系统整体框图。



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