[实用新型]基于MCS51单片机的汽车音响灯光控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一个汽车音响灯光控制器设计，尤其涉及基于MCS51单片机的汽车音响灯光控制器。

背景技术

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普遍接受，因而现在广泛应用于工业、电讯、数据处理、仪器仪表等多方面。汽车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。目前的汽车音响灯光存在灯光如何与音乐产生联系和灯光与音乐的视音同步问题。解决这两个问题，是汽车音响灯光自动控制的一个研究内容。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种基于MCS51单片机的汽车音响灯光控制器，解决汽车音响与灯光之间的联系和同步问题。

一种基于MCS51单片机的汽车音响灯光控制器的技术方案是包括MCS51单片机控制器、键盘输入模块、显示模块、MIDI播放器模块、灯光控制模块、USB读写模块、存储扩展模块；MCS51单片机控制器分别与键盘显示模块、MIDI播放器模块、灯光控制模块、USB读写模块、存储扩展模块双向连接。

MIDI播放器模块采用QS6400作为音源模块，使用中断方式与MCS51通讯。

USB读写模块由CH375芯片实现，通过CH375实现向MCS51传输MIDI文件，以中断方式与MCS51通讯。

键盘输入模块和显示模块使用MCS51并行口，MCS51通过串行口与7279A通信，为系统提供人机对话。

存储扩展模块由ROM扩展模块和RAM扩展模块组成。

本实用新型的有益效果是采用MCS51单片机作为主控制器实现对汽车音响灯光的同步播放，具有成本低、功能扩展容易等优点，市场推广和应用前景广阔。

附图说明

图是基于MCS51单片机的汽车音响灯光控制器的系统图。

具体实施方式

一种基于MCS51单片机的汽车音响灯光控制器，包括MCS51单片机控制器、键盘输入模块、显示模块、MIDI播放器模块、灯光控制模块、USB读写模块、存储扩展模块。

MCS51单片机为灯光控制模块提供了P1口，用于控制输出各种状态参数，其中P1.0-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播放器模块采用QS6400作为音源模块，使用中断方式与MCS51通讯。在开始播放时，MCS51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后，向MCS51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。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。

USB读写模块通过CH375实现向MCS51传输MIDI文件，也是通过中断方式与MCS51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，MCS51通过P1口输出控制灯光。CH375是一个USB总线的通用接口芯片，具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，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。

键盘输入模块和显示模块占用了串行口，通过串行口与7279A通信，为系统提供人机对话系统。键盘输入模块和显示模块完成人机交互功能，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，输出控制执行机构。MCS51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。这样解决了灯光与音乐之间的联系问题。

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的解决的办法就是先控制灯光的启动，经过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。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。