基于51單片機的汽車音響燈光控制器設(shè)置分析

徐煜

摘要：利用汽車音響的各種特征要素來控制燈光的閃爍即為音響燈光，其中以單片機為主控制器，來進行對現(xiàn)代汽車音響燈光的控制。單片機屬于一種控制器，主要用作微處理器，其包含了基本的軟硬件資源，因而可用于現(xiàn)代汽車音響燈光控制。通過應(yīng)用并改進其它音樂燈光的一些控制軟件和控制方法，設(shè)計出適合單片機的方案，以促進對汽車音響燈光聲、光的完美控制。

關(guān)鍵詞：單片機；音響；燈光；控制

1音響燈光一體化系統(tǒng)設(shè)計思路

音響燈光是一種綜合的情境，它由電腦控制光、聲及組合，產(chǎn)生不同色彩、不同形狀、配合音樂節(jié)奏而構(gòu)成的。隨著音樂的跳動，燈光閃爍著，音樂和燈光之間有一定的互動關(guān)系。然而音響燈光存在兩個問題：一是怎樣使音樂和燈光聯(lián)系起來，二是怎樣做到音樂和燈光的同步。在這里系統(tǒng)通過采取以下辦法來解決以上兩個問題。

1.1在系統(tǒng)設(shè)計中，以單片機為主控制器，實現(xiàn)音響燈光的一體化。首先要對演示的新樂曲進行分析，要得到以下幾個音樂特征，統(tǒng)計出當(dāng)前事件與前一事件的時間差、樂曲的速度、當(dāng)前發(fā)音的音名、當(dāng)前發(fā)音的力度、和當(dāng)前發(fā)音的通道及各通道的音色。可將這些數(shù)據(jù)列成通道音色表和事件表，然后存儲在文件中，把它們作為用于燈光控制的基本信息。把所得到的音樂特征數(shù)據(jù)同燈光基本閃爍程序庫相結(jié)合，就形成了燈光文件，然后就可輸出控制種類執(zhí)行機構(gòu)。單片機輸出的信號通過程序放大后可推動電子開關(guān)或繼電器，燈光上的電磁閥可由其控制，以控制大燈的開關(guān)。燈光的明暗隨著音樂的變化而變化，形成了音樂好燈光之間的聯(lián)系。

1.2單片機的汽車音響的播放程序是，在系統(tǒng)中設(shè)置MIDI播放器模塊，這樣存儲在單排機里的MIDI音樂特征文件就可以傳向MIDI播放器，最終啟動MIDI播放器，使音樂播放。通常情況下，由音樂到燈光的傳遞有一定的時間延遲性以及燈光閃爍存在著視音延遲，針對以上兩種情況，可分采用以下兩種解決方法。針對前者的解決辦法是可控制燈光先啟動，通過一段時間后，在開始播放音樂，達(dá)到感官上的音樂和燈光的同步。針對后者的解決辦法是首先要計算出每次視音延遲的數(shù)值，并且要程重新計算出每次動作的時間表，得到燈光文件，視音延遲的問題便可以解決。通過以上兩種方法，音樂和燈光同步的問題便可以很好的得到解決。因為燈光控制和音樂播放是兩個相互獨立的系統(tǒng)，所以只有音樂播放地流暢，才能滿足音質(zhì)的需求。

1.3一般情況下，可以利用系統(tǒng)中已配有U盤主機系統(tǒng)模塊向系統(tǒng)中輸入MIDI文件。而在系統(tǒng)中，通常采取FAT系統(tǒng)管理文件，因此u盤可以通過PC機直接在上面存取文件，用來提供MIDI文件給系統(tǒng)。

2音響燈光一體化各模塊資源分析

2.1目前，現(xiàn)有的系統(tǒng)外接MIDI播放器模塊、燈光控制模塊以及USB讀入模塊。但是如果要實現(xiàn)人機對話，這些還是不夠的，在此基礎(chǔ)上，還需為系統(tǒng)配備顯示模塊和鍵盤。

2.2為了對輸出各種狀態(tài)參數(shù)進行控制。因此單片機為燈光控制模塊提供了P1口，而其中用于接觸等數(shù)字量、控制電磁閥的是P1.2-P1.7，通過數(shù)字電位器控制變頻器的是P1.0-P1.1。

2.3 Q96400被MIDI播放器模塊采用作為它的音源模塊。QS6400通常都支持播放MIDI格式的文件，它可以通過對固化在內(nèi)的47種打擊樂、128種音色進行解碼，從而進行音樂的播放。QS6400包括了1位地址數(shù)據(jù)選擇線、8位數(shù)據(jù)線、一個片選信號和三個控制信號線（IRQB數(shù)據(jù)包請求信號、RDB讀操作和WRB寫操作）。8位數(shù)據(jù)線/地址線的復(fù)用線選擇用P0口，外部中斷源0的中斷工作方式可以采用IRQB數(shù)據(jù)包傳遞，接中斷請求端可以用P3.2、INTO。接QS6400的WRB和RDB端可以分別用P3.6、WR、和P3.7、RD。QS6400的CSB和A0端可以用來接地址線。P0、P2兩總線被MIDI播放器模塊占用，其中一個為外部中斷源RD、WR及INT0控制線。通過連接CH375芯片，USB的讀入模塊得以實現(xiàn)。USB的通用接口芯片是CH375，而CH375不僅內(nèi)置了專用通訊協(xié)議的固件，可用來處理海量的存儲設(shè)備。支持FAT管理的子程序庫也可被CH375提供，通過子程序庫，單片機可直接讀寫U盤中的文件數(shù)據(jù)。如果要采用子程序庫，USB讀入模塊需要600字節(jié)以上的隨機存儲器RAM和4KB以上的程序空間。

2.4系統(tǒng)還可以提供人機對話系統(tǒng)。系統(tǒng)可通過串行口與7279A通信，促進顯示模塊和鍵盤的建立，以實現(xiàn)人機對話。

綜上，要形成一個獨立的影響燈光控制系統(tǒng)，只有通過配備MIDI播放器模塊、USB讀入模塊、鍵盤、顯示模塊和燈光控制模塊。

3結(jié)語

MIDI播放模塊通過Q56400實現(xiàn)MIDI音樂的播放，以中斷方式實現(xiàn)與MCS-51的通訊。若要使用QS6400，先對其進行QS6400初始化處理。通過MCS-51的初始化工作，這項工作才能得以實現(xiàn)。USB讀寫模塊通過CH375完成向MCS-51傳輸MIDI文件的工作，以中斷方式與MCS-51實現(xiàn)通訊。燈光控制模塊可產(chǎn)生燈光MCS-51利用水型文件，輸出控制燈光可通過P1口。在鍵盤顯示中，完成了人機的交互功能，通過燈光控制、MIDI播放和MIDI文件輸入，促進了人機交互功能的實現(xiàn)。在初始化程序中，可初始化QS6400、CH375、X9221、7279A及MCS-51內(nèi)部資源（串行口、中斷系統(tǒng)、定時器系統(tǒng)等），使相關(guān)參數(shù)重置，初始化為原值。