1、1 1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 1.1 设计课题任务 设计一种组合式彩灯控制电路，该电路由三路不同控制方法的彩灯所组成，采 用不同颜色的发光二极管作设计实验 1.2 功能要求说明 总共有 3 路电路实现音乐彩灯 第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 第二路按音量的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大， 且灯被点亮的数目增多。 第三路按音调高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮； 高音时，另一部分灯点亮。 1.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (1) 设计思路 根据课题要求，本控制器可分别用三部分电路实现。 音乐的节奏往往由乐队的
2、鼓点来体现，实质上它是具有一定时间间隔的节拍 脉冲信号。因此，可采用计数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号发生器（或称时间 顺序控制器） ，使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。 为实现声音信号强弱的控制，应该将声音信号变成电信号，经过放大、整流 滤波，以信号的平均值驱动彩灯发亮。信号强，则灯的亮度大，且点亮灯的数目增 多。 为实现高、低音（不同频率信号）对彩灯的控制，采用高、低通有源滤波电 路。低通滤波器限制高音频信号通过，而高通滤波器限制低音频信号通过，分频段 输出信号，经过放大驱动相应的发光二极管点亮。 (2) 控制器原理框图 通过音箱输入电信号， 信号源经放大器放大后输出分别送往：（1） 单稳态触
3、发器， 输出脉冲信号通过驱动电路来驱使彩灯发光； （2）多谐振荡器脉冲输出到计数器，计 数脉冲通过计数和译码驱使彩灯发光； （3）送往高低通电路，取出所需要频段信号后 驱动彩灯发光。 2 图 1.1 控制器原理图 3 2 音乐彩灯控制器的仿真分析 2.1 音乐彩灯控制器的参数选择 2.1.1 音乐节奏控制彩灯 音频放大电路 放大电路使用基极分压式射基偏置电路放大： 工作电压为 12V， 三极管为 9014， 9014 的放大倍数在 1001000 ,而 b-e 极电压 0.7V 才能饱和导通，所以用 R22=1M 的 电阻，同时兼顾其他指标，工程上一般取 VBQ=（3-5）V，所以 R23 取
4、 330K，使电压 适合于三极管的放大。由于 9014 承受的最大电流0.1A,R24=5.1K。 图 2.1 音频放大电路 4 多谐振荡器 图 2.2 多谐振荡器 该电路工作电压 Ucc 设为 12V，当 2 R远远大于 1 R时，50%D ,此时输出的波形 为理想对称的方波，所以 2 R使用100K的可变电阻，这样实现了方波，也使 2 R可以 调节电路的灵敏度。 C1 在充、放电过程中，其电压在VCC的 1/3 到 2/3 之间变化，所以时基电路 3 脚输出高电平的时间 1 t可用以下式表示（即充电周期） ，即 1= 0.7(1+2) 12.1 3 脚输出低电平时间 2 t（即放电周期）: 2= 0.721 2.2 振荡周期T： T = 1+2= 0.7(1+ 22)1 2.3 根据以上公式可以求出 R1、C1、C2，由于电容在市场上的型号不多。所以就选相近 的1= 0.47uF,2= 4.7F。 其他电路 CD4017 的供电的电压为 3
