专利名称：数码音乐景观灯控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种灯光控制系统，特别是涉及一种数码音乐景观灯控制系统。
背景技术：
为了美化环境，提高城市的生活品味，许多城市都在建设夜景工程，安装了各种各样的彩灯和音乐喷泉。目前的彩灯大都只可进行闪烁变化，而无法随音乐节奏的变化而变化；音乐喷泉虽可随音乐进行变化，但任何一种音乐喷泉都需要大量的水，这就造成了水资源的浪费和水质的污染。无数夜景灯光设计师和音乐艺术大师都希望开发出一种既满足了人们视觉的要求，同时又实现人们对听觉的渴望，把声和光和谐地统一在一起的音乐景观灯。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种动作可靠、操作方便、用途广泛的数码音乐景观灯控制系统。
为达到上述目的，本实用新型的解决方案是由于本实用新型是由一台主机和若干台分机组成，整个系统电路主要采用集成电路控制，因而具有如下特点(1)利用单片机软件编程，可灵活控制灯光的变幻效果；(2)采用A/D转换技术，实现数字控制；(3)色彩可随音乐节奏或定时变化，时间可调；(4)音柱的高度、长度等变化可随音乐电平大小进行变化。
本实用新型由微电脑数码变频模块化技术营造出绚丽的七彩柔光渐变魔幻效果，随着音乐主旋律的迭宕起伏，变幻莫测，为宁静的夜色增添了浓浓的节日气氛。本实用新型的数码音乐景观灯在环境保护方面堪称一强，是任何一种音乐喷泉无法相媲美的。她最大的特点是节约水资源，同时避免了水污染的后遗症。数码音乐景观灯的另一特点是适应性强，不受地理位置的限制，无论是四季如春的南方，还是白雪皑皑、银装素裹的北国，当夜晚华灯初放时，她依然如故地随着悠扬的音乐旋律，动人的节拍，闪烁着动感迷人的光辉。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型主机的电路框图；图2为本实用新型分机的电路框图；图3为本实用新型主机的电路图；图4为本实用新型分机的电路图；图5为本实用新型分机的功率输出电路图。
体实施方式本实用新型数码音乐景观灯控制系统是由主机和若干台分机组成的。
1、主机。
如图1、图3所示，所述的主机由音频信号处理电路11、模数转换电路12、单片机13(IC1)和输出通信接口电路14组成。
所述的主机的单片机13(IC1)用于数据采集处理运算通讯，可采用MCS-51系列的AT89C2051芯片。
所述的音频信号处理电路11对音频信号处理后，形成对应的3-10个音频频点幅度大小的模拟信号，该模拟信号经模数转换电路12形成数字控制信号，单片机13(IC1)采集所述的数字控制信号并进行运算，产生各频点控制信号，再由输出通信接口电路14传送给各分机。所述的主机的音频信号处理电路11是由信号输入电路111、滤波电路112、检波器113和缓冲电路114组成；所述的信号输入电路111由电容C10、电位器W1、运放芯片IC4组成，音频信号经电容C10输入，经电位器W1进行输入信号调节后输入运放芯片IC4放大，放大后的信号分成三路分别处理。
第一路经以主要由电容C12和电阻R4组成的4000Hz高通滤波电路112A，和以主要由运放芯片IC5B、二极管D1、电容C17组成的检波器113A产生高频峰值信号；在经电位器W2进行信号调节后，再由主要由运放芯片IC5A构成的缓冲电路114A缓冲输出，经电阻R13、电容C22滤波后接到模数转换电路IC3的1脚(信号输入通道0)。
第二路经以主要由电容C13、电阻R5、R6、电容C14组成的2000Hz-4000Hz带通滤波电路112B，和以主要由运放芯片IC6B、二极管D2、电容C18组成的检波器113B产生中频峰值信号；在经电位器W3进行信号调节后，再由主要由运放芯片IC6A构成的缓冲电路114B缓冲输出，经电阻R14、电容C23滤波后接到模数转换电路IC3的2脚(信号输入通道1)。
第三路经以主要由电容C15、电阻R7、电容C16组成的200Hz低通滤波电路112C，和以主要由运放芯片IC7B、二极管D3、电容C19组成的检波器113C产生低频峰值信号；在经电位器W4进行信号调节后，再由主要由运放芯片IC7A构成的缓冲电路114C缓冲输出，经电阻R15、电容C24滤波后接到模数转换电路IC3的1脚(信号输入通道2)。
由电阻R11、电阻R12分压，由电容C20、电容C21滤波，再由运放芯片IC4B进行缓冲后产生基准电压接到模数转换电路IC3的14脚。
主机的单片机IC1的6脚被编程为时钟输出，7脚被编程为数据输出，8脚被编程为数据输入，9脚被编程为片选输出，分别连接模数转换电路IC3的18脚(时钟输入)、17脚(数据输入)、16脚(数据输出)、15脚(片选输出)，实现A/D转换后数据的采集。
主机的单片机IC1的12-19脚分别连接8位拨动开关。
主机的单片机IC1的1(复位输入)脚连接复位及看门狗芯片IC2的7脚(复位输出)。当主机或单片机IC1“死机”时，复位及看门狗芯片IC2可对单片机IC1复位，使单片机IC1重新控制。单片机IC1的2脚被编程为复位及看门狗芯片IC2的信号触发，接到复位及看门狗芯片IC2的1脚(片选)，单片机IC1正常控制时会定时产生触发信号，避免产生复位。
输入信号经单片机IC1软件处理后产生的灯光信号经单片机IC1的3脚输出串行信号，经三极管BG1放大后驱动光电隔离开关IC8、IC9、IC10、IC11，再经三极管BG2、BG3、BG4、BG5产生电流信号输出。
晶振XIAL1、电容C8、C9与单片机IC1的4、5脚构成振荡器16，产生单片机IC1工作所需的时钟信号。
电源变压器15把交流电压从220V降到双9V和单12V，双9V经D4-D7、C25-C27整流滤波后产生约±10V的直流电压，经IC12、IC13稳压和C29-C32滤波后产生±5V的直流电压供给主机的主电源，单12V经D8-D11、C33-C34整流滤波后产生约±15V的直流电压供给通信所需的电源。
2、分机。
如图2、图4所示，所述的分机由输入通信接口电路21、单片机22(IC1)、运放电路23、输出接口电路24和功率输出电路25(如图5所示)组成。
所述的分机的单片机22(IC1)用于信号处理运算放大，可采用MCS-51系列的AT89C2051芯片。
输入通信接口电路21接收主机的控制信号，经单片机22(IC1)解码成输出信号，经运放电路23放大，再经由输出接口电路24驱动功率输出电路25控制各灯光的显示。
所述的分机的输入通信接口电路21包括整流电路D1-D4和电平输出放大电路IC10；输入的通信信号经整流电路D1-D4整流后驱动电平输出放大电路IC10，输入单片机IC1的2脚(串行输入)，信号经单片机IC1软件处理后产生串行锁存驱动信号，信号经单片机IC1的16脚被编程为数据输出，17脚被编程为片选输出，18脚被编程为时钟输出，19脚被编程为锁存输出。
所述的分机的输出接口电路24包括多个并联的解码锁存电路，该解码锁存电路由多个并联的译码及锁存芯片IC4-IC9构成，来自单片机IC1输出信号经IC3A-IC3F进行驱动放大后分别接到译码及锁存芯片IC4-IC9的14脚(数据输入)，13脚(片选输入)，14脚(时钟输入)，13脚(锁存输入)，信号经IC4-IC9解码锁存后通过插接件CT2-CT7连接到功率输出电路25(如图5所示)。
所述的分机的单片机IC1的1脚(复位输入)连接复位及看门狗芯片的7脚(复位输出)；当上电或单片机IC1“死机”时，复位及看门狗芯片IC2可对单片机IC1复位，使单片机IC1重新控制。单片机IC1的6脚被编程为复位及看门狗芯片IC2的信号触发，接到复位及看门狗芯片IC2的1脚(片选)，单片机IC1正常控制时会定时产生触发信号，避免产生复位。
分机的单片机IC1的4、5脚与晶振XIAL、电容C10、C11构成的振荡器27，产生单片机IC1工作所需的时钟信号。
电源变压器26把交流电压从220V降到双9V，双9V经D5-D6、C12-C13整流滤波后产生约±10V的直流电压，经IC11稳压和C14-C15滤波后产生±5V的直流电压供给分机的电源。
功率输出电路25有8路过滤输出，受输出接口电路24的8路控制信号控制，控制信号驱动IC1-IC8后经隔离后驱动可控硅SCR1-SCR8，输出耐压220V，电流10A的开关控制。
权利要求1.一种由主机和若干台分机组成的数码音乐景观灯控制系统，其特征在于所述的主机由音频信号处理电路、模数转换电路、单片机和输出通信接口电路组成；所述的音频信号处理电路对音频信号处理后，形成对应的3-10个音频频点幅度大小的模拟信号，该模拟信号经模数转换电路形成数字控制信号，单片机采集所述的数字控制信号并进行运算，产生各频点控制信号，再由输出通信接口电路传送给各分机；所述的分机由输入通信接口电路、单片机、运放电路、输出接口电路和功率输出电路组成；输入通信接口电路接收主机的控制信号，经单片机解码成输出信号，经运放电路放大，再经由输出接口电路驱动功率输出电路控制各灯光的显示。
2.根据权利要求1所述的数码音乐景观灯控制系统，其特征在于所述的主机的音频信号处理电路是由信号输入电路、滤波电路、检波器和缓冲电路组成；所述的信号输入电路由电容、电位器、运放芯片组成，音频信号经电容输入，经电位器进行输入信号调节后输入运放芯片放大；所述的滤波电路主要由电容和电阻组成；所述的检波器主要由运放芯片、二极管、电容组成；来自信号输入电路的放大信号经滤波电路和检波器后产生高或中或低频峰值信号，再经缓冲电路缓冲后输出给模数转换电路。
3.根据权利要求1所述的数码音乐景观灯控制系统，其特征在于所述的主机的单片机为AT89C2051芯片。
4.根据权利要求4所述的数码音乐景观灯控制系统，其特征在于所述的主机的单片机的1脚连接复位及看门狗芯片的7脚，其4、5脚与晶振、电容构成振荡器，其12-19脚分别连接8位拨动开关。
5.根据权利要求1所述的数码音乐景观灯控制系统，其特征在于所述的分机的输入通信接口电路包括整流电路和电平输出放大电路；输入的通信信号经整流电路整流后驱动电平输出放大电路。
6.根据权利要求1所述的数码音乐景观灯控制系统，其特征在于所述的分机的单片机为AT89C2051芯片。
7.根据权利要求1所述的数码音乐景观灯控制系统，其特征在于所述的分机的单片机的2脚连接输入通信接口电路，其1脚连接复位及看门狗芯片的7脚，其4、5脚与晶振、电容构成振荡器。
8.根据权利要求1所述的数码音乐景观灯控制系统，其特征在于所述的分机的输出接口电路包括多个并联的解码锁存电路，该多个并联解码锁存电路分别通过插接件连接功率输出电路。
专利摘要本实用新型公开了一种由主机和若干台分机组成的数码音乐景观灯控制系统。所述的主机由音频信号处理电路、模数转换电路、单片机和输出通信接口电路组成。由于本实用新型是由一台主机和若干台分机组成，整个系统电路主要采用A/D转换技术和集成电路控制，因而具有灯光的变幻效果可灵活控制、色彩可随音乐节奏变化、音柱的高度长度等变化可随音乐电平大小进行变化等特点。
文档编号G06F15/78GK2671285SQ200320119220
公开日2005年1月12日 申请日期2003年12月9日 优先权日2003年12月9日
发明者陈振杰 申请人:陈振杰