专利名称：基于51单片机的汽车音响灯光控制器的制作方法
技术领域：
:本实用新型属于控制领域，涉及一种汽车音响灯光控制器，尤其是一种基于51单片机的汽车音响灯光控制器。
技术背景:单片机自从推出以来，以其超小型化、结构紧凑、可靠性高、成本低等优点被人们广泛接受，从而应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。音响灯光是由电脑控制声、光及组合而产生不同形状、不同色彩、配合音乐节奏而构成的综合情境。音响灯光就是灯光随着音乐的跳动而闪烁，灯光与音乐之间产生一定的互动关系。音响灯光存在两个问题:灯光如何与音乐产生联系；灯光与音乐的视音同步问题。系统采取以下几个办法，很好地解决这两个问题
实用新型内容
:本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于51单片机的汽车音响灯光控制器，解决了音响灯光存在两个问题:灯光如何与音乐产生联系；灯光与音乐的视音同步问题。本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的:基于51单片机的汽车音响灯光控制器，包括主控制器，同时与主控制器双向连接的键盘显示模块、扩展RAM模块、扩展ROM模块、MIDI播放器、灯光控制模块和USB读写模块。所述MIDI播放器采用QS6400作为音源模块。所述主控制器采用51单片机。系统设计采用51单片机作为主控制器，完成对音响灯光一体化的控制。在演示一首新的乐曲之前，先要对该乐曲进行分析。分析一个MIDI文件，得到以下几个音乐特征:乐曲的速度、统计出当前事件与前一事件的时间差、当前发音的通道、当前发音的音名和当前发音的力度以及各通道的音色。把这些数据流列成2个表格:事件表和通道音色表，存储在文件中，作为基本控制信息，用于灯光的控制。这些音乐特征数据结合编制好的灯光基本闪烁程序库，形成灯光文件，输出控制种类执行机构。51单片机输出信号经放大后推动继电器或电子开关，控制设在灯光上的电磁阀的启闭；达到控制大灯的通断；还可以通过控制继电器或者接触器对灯光进行控制。这样随着音乐的变化，灯光明暗的随之变化，解决了灯光与音乐之间的联系问题。系统中设有MIDI播放器，存储在单片机的MIDI文件传向MIDI播放器，启动MIDI播放器，播放音乐。考虑到音乐与灯光之间有一定的传递延迟和灯光闪烁的视音延迟分别采取2种办法解决。前者的解决的办法就是先用控制灯光的启动，过一设定的延迟时间后开始播放音乐，使音乐的播放与灯光的控制在感觉在同步。针对视音延迟则通过计算每次的延迟值，重新计算得出每次动作的时间表，产生灯光文件，解决视音延迟问题。通过这些方法，很好地解决了灯光与音乐同步的问题。由于音乐播放与灯光控制的系统是相对独立的，因此音乐播放流畅，音质能满足需要要求。系统还配有U盘主机系统模块,通过该模块可向系统输入MIDI文件。由于系统中采取FAT系统管理文件，因此U盘可以直接从PC机上存取文件，从而向系统提供MIDI文件。
:图1为本实用新型的汽车音响灯光控制器结构示意图；其中:1为键盘显示模块；2为扩展RAM模块；3为扩展ROM模块；4为主控制器；5为MIDI播放器；6为灯光控制模块；7为USB读写模块。
具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述:参见图1，系统外接灯光控制模块、MIDI播放器和USB读入模块，为了方便人机对话，系统还需配备键盘、显示模块。单片机为灯光控制模块提供了 Pl 口，用于控制输出各种状态参数，其中PL 0-P1.1通过数字电位器控制变频器；P1.2-P1.7用于控制电磁阀、接触等数字量。MIDI播放器采用QS6400作为音源模块。QS6400可以对固化在内的128种音色、47种打击乐进行解码来播放音乐，支持播放MIDI格式文件。QS6400有8位数据线、I位地址数据选择线、一位片选信号和三个控制信号线=RDB (读操作)、WRB (写操作)和IRQB (数据包请求信号)。选择PO 口作为8位数据线/地址线的复用线，用P3.2(INT0)接中断请求端IRQB，数据包传递采用外部中断源0的中断方式工作。P3.6 (WR)和P3.7 (RD)分别接QS6400的WRB和RDB端。QS6400的CSB和AO端接地址线。MIDI播放器占用了 PO、P2总线；一个外部中断源INTO及RD、WR控制线。USB读入模块通过连接CH375芯片实现。CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持USB-HOST主机方式，它内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件。且CH375还提供支持FAT管理的子程序库，单片机可以直接调用子程序库读写U盘中的文件数据。在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出。硬件上占用P0、P2总线；另一个外部中断源INTl (也可采用查询方式，不占用INT1，而占用其他的I/O线);RD、WR控制线；另外由于采用子程序库，USB读入模块还需要不少于4KB的程序空间，不少于600字节的随机存储器RAM，包括不少于75字节的内部RAM和530字节的外部RAM。系统还提供人机对话系统，通过串行口与7279A通信，建立键盘、显示模块。键盘、显不I旲块占用了串行口。另外，系统还有存储扩展模块和SRAM模块，用于存储系统程序和一过程数据。占用了 P0、P2总线；RD、WR线；ALE及ESPN控制线。综上所述，系统上配备有灯光控制模块、MIDI播放器、USB读模块、键盘、显示模块、存储扩展模块和SRAM模块，形成一个独立的音灯光控制系统。MIDI播放模块实现MIDI音乐的播放，是通过QS6400实现的，它使用中断方式与MCS-51通讯。在开始播放时，MCS-51向传送一个页面数据，QS6400开始播放音乐。在一个页面数据播放完成后，向MCS-51发出中断信号，传送下一页面数据，保证音乐播放的正常进行。使用QS6400之前，首先须对QS6400进行初始化。这项工作在MCS-51初始化工作时实现。USB读写模块实现向MCS-51传输MIDI文件，通过CH375实现，也是通过中断方式与MCS-51通讯。灯光控制模块实现对灯光的数字量控制和模拟量控制，产生明暗区分的灯光MCS-51利用水型文件，通过Pl 口输出控制灯光。键盘显示完成人机交互功能:在MIDI文件输入、MIDI播放及灯光控制时，实现人机交互功能。在初始化程序中实现对QS6400、CH375、X9221、7279A及MCS-51内部资源:中断系统、定时器系统、串行口等的初始化工作；同时对相关参数置初始值。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求1.基于51单片机的汽车音响灯光控制器,其特征在于:包括主控制器，同时与主控制器双向连接的键盘显示模块、扩展RAM模块、扩展ROM模块、MIDI播放器、灯光控制模块和USB读写模块。
2.如权利要求1所述的汽车音响灯光控制器，其特征在于:所述MIDI播放器采用QS6400作为音源模块。
3.如权利要求1所述的汽车音响灯光控制器，其特征在于:所述主控制器采用51单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种基于51单片机的汽车音响灯光控制器，包括主控制器，同时与主控制器双向连接的键盘显示模块、扩展RAM模块、扩展ROM模块、MIDI播放器、灯光控制模块和USB读写模块。所述MIDI播放器采用QS6400作为音源模块。所述主控制器采用51单片机。本实用新型采用51单片机作为主控制器，完成对音响灯光一体化的控制，随着音乐的变化，灯光明暗的随之变化，解决了灯光与音乐之间的联系问题。
文档编号G11B31/00GK202939973SQ201220666729
公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者彭金栓, 邵毅明, 王志洪, 田茂盛 申请人:重庆交通大学