【毕业设计】开题报告-基于单片机的音乐频谱显示器设计

本科生毕业设计开题报告题目基于单片机的音乐频谱显示器设计姓名王飞学号20110311122指导教师陈晓莉班级信工111所在院系职业教育师范学院毕业设计（论文）开题报告表课题名称基于单片机的音乐频谱显示器设计课题来源老师拟定课题类型工程设计类指导教师陈晓莉学生姓名王飞学号20110311122专业电子信息工程课题的意义以及国内外发展状况课题意义随着电子技术的迅猛发展,LED显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在各个领域中得到了广泛应用。因此LED显示器件的研制、生产得到了迅速发展，形成了光电子行业新兴的产业。LED显示器以其外形美观大方，显示内容信息量大，操作使用灵活方便著称，主要应用在金融证券、广告宣传、公交、车站、体育、军事等许多领域。在各种公共场所，几乎我们都能看到LED显示器，可见其在人们的日常生活中的重要性。该设计广泛涉及到了单片机技术、硬件之间的数据通讯技术、显示存储技术、系统软件开发设计技术、以及硬件接口和驱动的技术。由于我国的经济发展迅速，对信息传播要求越来越高，因此LED显示屏凭借其显示信息量大、寿命长、能耗小、重量轻、空间尺寸小、稳定性能高、便于维护和操作安装等特点，在社会中扮演着非同寻常的角色。国内外发展现状在国内外，这种基于单片机的音乐显示器设计非常流行。据网络公司JUPITERMEDIAMETRIX的统计显示使用基于单片机的频谱显示器（无论是离线播放器还是网络播放器）家庭用户从2011年1月的33200万猛增到2012年的41700万。在工作使用这种音乐频谱显示器的专业用户也较去年同期上升349，从2011年1月的11600万增长到2012年的15700万。以单片机为基础的音乐频谱显示器设计成本低、音质效果好，值得推广。扩展功能强大的音乐频谱显示器是未来显示器的发展趋势，体积小，携带方便但又功能强大，这也是现在所有电子产品的未来。在扩展功能上，这次设计还想加上收音机的功能，能使人们能够接受实时资讯，但是由于技术有限没能够完成，不过在以后的不久一定会有这种更多功能的音乐频谱显示器问世。本课题的研究内容、方法、手段及预期成果研究内容本设计利用单片机对整个系统进行控制，将要显示的字符和汉字按照需求进行显示。其中显示的内容由单片机输入，其中亮度以及稳定性主要由硬件电路完成。显示器电路特点是单片机控制硬件电路动态扫描发光二极管，频率高，因此亮度也高，并且亮度可通过限流电阻来控制。通过单片机和时钟芯片或者温度传感器通信来显示时间和温度。由于系统的设计要求其独立稳定地显示要求的内容，并且能控制LED频谱的动态显示，因此控制部分设计成为以单片机为核心，驱动电路以及需要的传感器等为外围挂件，形成了LED显示屏的控制部分。控制部分采用了价格低廉、扩展性强、功能强大的AT89S52单片机。该单片机内部集成了8KB的FLASH程序存储器和256B的随机存储器，采用CMOS工艺，具有低功耗、高可靠、超低价、安全性能高、工作频率高等优点，其存储器大小满足设计所需。处理PC机下载到单片机中的数据，将数据代码显示在LED显示屏上。大量的数据字库就可以存储在外围存储器上。驱动部分采用适合单片机的扩展的芯片即可。软件部分是用C语言编写程序来控制单片机数据的输入、处理、输出。此系统是以单片机AT89S52为核心控制芯片，并将信息显示到LED屏幕上，行驱动采用的是74LS154和非门提供足够大的电流，列驱动采用用74LS595级联传送数据，利用串行传输数据。点阵屏幕采用的是8块88的单色LED点阵组成的1632点阵显示屏。研究方法1文献调研法通过网络、书籍和数字图书馆查找搜集与基于单片机的LED频谱显示相关的文献资料，对研究课题的现状有一定的了解。2、理论分析法通过对资料的分析与整理，根据单片机、LED频谱显示、传感器等的理论知识，分析本课题研究的可行性。3、实践验证法系统整体电路设计与软件编程相结合，做出整个系统的电路，对硬件和软件进行整体调试。研究措施1、此方案中，信号经过多个中心频率不同的带通滤波器后，由放大电路进行适当放大和电平搬移，不经过比较器而是经AD采样量化，将模拟的电压信号转化成数字量交给单片机，单片机根据数字量交给单片机，单片机根据数字量的大小控制LED点亮的个数，进而指示出不同频率分量的幅值大小，系统框图如下2、程序流程图带通滤波器中心频率F1带通滤波器中心频率FN音频信号AD转换器单片机显示电路带通滤波器中心频率F0期望成果完成硬件电路的设计，编制相应的软件，采用AT89S52单片机，控制ADC0809模数转换芯片将输入模拟电压转换成数字信号，然后通过快速傅里叶变换运算，在频域计算出音频信号各个频率分量的功率，最后通过双基色LED单元板进行显示。任务完成的阶段安排及时间安排周次设计（论文）任务及要求12学习数字信号处理原理34熟悉FFT原理与实现方法56完成系统硬件设计78制作并编程频谱计算和显示程序910修改和完善1113撰写论文，准备答辩参考文献1张鑫单片机原理及应用M北京电子工业出版社,20052高鹏PROTEL入门与提高M北京人民邮电出版社，20003广弟单片机基础M北京北京航空航天大学出版社，20014何宏单片机原理与接口技术M北京国防工业出版社，20065马忠梅单片机的C语言应用程序设计M北京北京航空航天大学出版社，20036李玉梅基于MCS51系列单片机原理的应用设计M北京国防工业出版社，20067童诗白模拟电子技术基础M北京高等教育出版社20008阎石数字电子技术基础M北京高等教育出版社19979沈红卫编基于单片机结构的智能系统设计与实现M北京电子工业出版社,200510雷思孝单片机系统设计及工程应用M陕西西安电子科技大学出版社200511王晓君，安国臣MCS51及兼容单片机原理与选型M北京电子工业出版社，200312潘永雄新编单片机原理与应用M西安西安电子科技大学出版社，200313杨振江流行单片机实用子程序及应用实例M西安西安电子科技大