现代化音乐喷泉控制系统设计

宫延 王艳秋沈阳工学院



现代化音乐喷泉控制系统设计

宫延 王艳秋*
沈阳工学院

摘要：本设计以台湾生产的第四代音乐集成电路为主体，控制九种颜色的彩灯，同时控制三相异步电动机来带动潜水泵喷水。使灯光的色彩、灯光的闪烁和喷泉水姿随音乐节奏而变化。音乐喷泉是通过千变万化的喷泉造型，结合五颜六色的彩光照明，来反映音乐的内涵及音乐的主题，实现了音乐喷泉的智能化、分散化、综合化和多样化。

关键词：音乐喷泉 音乐集成电路 潜水泵 C语言编

1　引言

喷泉是为了营造一个赏心悦目的现代化城市应运而生。喷泉经力了从最初只能喷水，到后来加上了优美的音乐，直至现在结合了彩灯和激光等先进技术，使喷泉绚丽多彩，婀娜多姿，赏心悦目、使人流连忘返。

由于现在科技水平不断地提高，各种音乐喷泉、程控喷泉、激光喷泉层出不穷，花样繁多。灵感大多来自于自然界的种种水态，如瀑布、溪流、水帘、叠水、壁泉等。人们几乎可以随心所欲地创造各种晶莹剔透、绚丽多姿的动态水景。设计出来的喷泉，规模可大可小，射程可高可低。喷泉喷出的水，可形成柱状，或是面状等；水花大者如珠，细者如雾；使喷泉变化万千，引人入胜，为城市环境增加了生机，为忙碌的人们带来一丝丝惬意。即有益于身心健康，又能满足视觉艺术的需要。喷泉在当今时代，已经形成了一道独特的人文景观。

2　音乐芯片和控制电路

2.1 系统硬件总体设计方案

本电路由NE555振荡电路、集成电路CD4017、HT38A2音乐芯片、LM386-1功放电路和等组成。HT38A2是第四代音乐电路，它本身是八位微处理器，将十二首八和弦世界名曲以数字形式烧入，每触发一次变更换一个曲子。LM386-1为低频放大器，播放的音乐要经过四个集成电路LM386-1进行放大。集成电路CD4017是十进制时基电路，它的CP端受NE555输出控制，每一个CP脉冲可使CD4017进一位，今将其十个进位端驱动发光二级管，使发光二极管轮流发光，用以模拟喷泉的变化。当每发出10个脉冲时，也就是十个发光二级管依次亮过后，会给第三个集成电路HT38A2音乐电路一个触发信号，这时开始播放音乐。图2.1是由CD4017制作的彩灯电路。

图2.1 用CD4017制作的彩灯电路

3　水泵的应用及喷水设计

3.1 水泵的分类

按工作原理分：（1）叶片式泵可分为：离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵；（2）离心泵又可分为：单级泵、多级泵；（3）单级泵可分为：单吸泵。双吸泵、自吸泵、非自吸泵等；（4）多级泵可分为：节段式、涡壳式；（5）轴流泵可分为：固定叶片、可调叶片；（6）漩涡泵也可分为：单吸泵、双吸泵、自吸泵、非自吸泵等；（7）容积式泵：工作元件是在泵缸里做往复或者回转运动，使工作容积交换地缩小和增大，来实现液体的排出和吸入。

本设计采用容积式水泵喷头的选择。

本设计采用花柱喷头、雾状喷头、万向直流喷头、孔雀开屏半球蒲公英喷头、旋转喷头、牵牛花喷头、扁嘴喷头、扇形喷头、可调玉柱喷头、涌泉鼓泡喷头、礼花喷头、树冰喷头等。

图3.1～3.2为礼花喷头和半球蒲公英喷头。

图3.1 半球蒲公英喷头

图3.2 礼花喷头

4　结论

喷泉在当今时代，成了一道独特的人文景观。人们几乎可以随心所欲地创造各种晶莹剔透、绚丽多姿的动态水景。形态优美的音乐喷泉，可以缓冲和柔化城市中死板的建筑物和硬质的地面，为城市环境增加了生机，为忙碌的人们带来一丝丝惬意。不仅有益于身心健康，又能满足视觉艺术的需要。松驰、舒适的环境氛围能让人们充分的得到放松，给人们愉悦的感受。

本设计以台湾生产的第四代八和弦16首世界名曲音乐集成电路为主体，前面加NE555的震荡电路，应用其多谐振荡器的接法去控制十进制的计数电路CD4017，它的CP端受NE555输出控制，每一个CP脉冲可使CD4017进一位，今将其十个进位端驱动颜色的发光二级管，使发光二极管轮流发光，用以模拟喷泉的变化。当每发出10个脉冲时，也就是十个发光二级管依次亮过后，会给第三个集成电路HT38A2音乐电路一个触发信号，这时开始播放音乐。播放的音乐要经过地四个集成电路LM386-1进行放大，可以将音量进行放大。实现了音乐喷泉的智能化、分散化、综合化和多样化。

参考文献

［1］沈德金.《MCS-51系列单片机 接口电路与应用程序实例》出版社：北京航空航天大学出版社

［2］程庆祥.《音乐电路HT38A2、HT3832》.《电子世界》.2004年第六期

［3］李广弟.《单片机基础》.北京航空航天大学出版社

［4］张忠夫.《都市建筑新景观——音乐喷泉》.机械工业出版社.2003

*通讯作者：王艳秋