浙教版八年级上册科学1.1地球上的水（第二课时）（共23张PPT）PPT文档（ 23页）

喷泉走出公园园林围墙和广场中心，深入延伸到人们各个社会活动场所，使喷泉行业发展进入到个新阶段。

本课题基本内容基本任务用单片机设计个音乐喷泉，要实现喷水高度连续控制，就必须能够调节喷头出水水压，而通过调节水泵转速可以达到平滑调节水压目。

水泵由变频器来驱动，通过调节电机转速可以实现以上要求。

三相异步电动机通入工频电源，转速是不变化，变频器是专门针对电机调速装置。

选用变频器来实现对三相电机控制。

由于单片机输出是数字量，而变频器控制口所需要是模拟量，因此要通过数模转换来使输出达到要求。

系统采用对单片机进行编程，通过单片机输出预定数据来控制变频器工作，进而实现控制水泵转速，使水柱发生变化。

当有音乐信号时，获取声音强度，通过模拟量卡，实施输出到变频器，作用到电机上，使喷头产生随音乐起伏效果。

喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调状态组合。

喷泉通过键盘输入来启动和停止喷泉，同时键盘输入还可以改变喷泉运行模式。

灯用来显示喷泉运行状态。

当变频器控制电压为零时，变频器停止工作，水泵也会随之停止工作，达到关掉水泵目。

巴音郭楞职业技术学院机械电气工程学院毕业设计论文第页共页第二章总体设计方案音乐喷泉控制系统整体设计方案比较方案基于硬件电路采样前馈补偿音乐喷泉控制系统此方案优点是新型音乐喷泉控制方法采样结果可以直接反映音乐强度，并由喷泉控制器与上位机配合工作来实现数据采集与处理，该方法每秒采样次数据。

当利用前馈补偿方式控制输出时，前馈控制时间完全可由设置前馈时间确定，故可满足实际音乐喷泉前馈补偿控制需要。

可由于硬件条件限制以及能力要求较高，实施较困难。

方案二基于全数字集成电路音乐喷泉控制器此方案设计分为音控程控两用音乐喷泉控制器。

控制三组不同颜色彩灯，五台不同喷泉造型水泵。

音控程控可用开关手动切换。

程控速度可用电位器调节。

音控时，输入音乐音量直接控制彩灯，音乐音量小则彩灯打开组数少，音量大则彩灯打开组数多。

整个电路设计简单，通用，基于工程背景，具有可行性。

方案三基于单片机音乐喷泉控制系统采用以为核心单片机控制方案。

利用单片机灵活编程设计和丰富端口，及其控制准确性，能够简单而又实用将乐曲控制喷泉动作。

而且以为核心嵌入式控制器，具有性价比高，体积小，易于操作等优点。

因此本设计采用该方案。

系统框图众所周知，物体振动产生声音，而振动频率决定音调高低，因此使用单片机控制输出不同频率信号，就可以产生不同音调利用单片机计时系统可以控制各个音调时间，即实现节拍控制。

音调和节拍按照乐谱排列就实现了乐曲演奏功能。

喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调都有对应组输出点开关状态组合，从而实现乐曲控制喷泉动作功能。

系统总体结构图如图所示。

单片机模块电路输入输出模块电源电路模块转换模块采集模块巴音郭楞职业技术学院机械电气工程学院毕业设计论文第页共页图系统总体框图音乐播放可在开启喷泉时，由外部设备如等设备播放，也可由计算机播放。

根据有无音乐信号计算机上播放或外部输入，启停单片机控制输出不同频率信号，就可以产生不同音调利用单片机计时系统可以控制各个音调时间，即实现节拍控制。

音调和节拍按照乐谱排列就实现了乐曲演奏功能。

喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调都有对应组输出点开关状态组合，从而实现乐曲控制喷泉动作功能。

系统总体结构图如图所示。

单片机模块电路输入输出模块电源电路模块转换模块采集模块巴音郭楞职业技术学院机械电气工程学院毕业设计论文第页共页图系统总体框图音乐播放可在开启喷泉时，由外部设备如等设备播放，也可由计算机播放。

根据有无音乐信号计算机上播放或外部输入，启停喷泉。

当有音乐信号时，获取声音强度，通过模拟量单片机，芯片上存储器附在用户产品中，可随时编程，再编程，使用户产品设计容易，更新换代方便。

单片机采用增强结构，使其具有高速处理能力，在个时钟周期内可执行复杂指令，每可实现处理能力。

单片机工作电压为，可以实现耗电最优化。

单片机广泛应用于计算机外部设备，工业实时控制，仪器仪表，通讯设备，家用电器，宇航设备等各个领域由于单片机种类很多，在选择单片机时要依据实际设计要求选择合适单片机。

例如当设计仅仅需要个单片机定时器那么选择或即可，而不选择，因为后者价格较高些。

当然若程序和数据区要求较高那么选择单片机还要满足程序空间要求。

下面我们来比较和巴音郭楞职业技术学院机械电气工程学院毕业设计论文第页共页数据存储器程序存储器定时器中断系列系列表和比较在本课题中，我们选用现在较为实用系列单片机，即选用公司。

音乐喷泉系统适用于住宅小区和酒店厅堂等场所，个好喷泉就是个精美艺术品，可以美化环境愉悦身心。

而其控制系统是整个喷泉关键。

对小型花式喷泉控制系统研究具有很大经济效益和社会效益。

本课题研究现状随着科学技术不断发展和生活水平不断提高，尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要作用。

因此以高新技术为主各种新型水景工程现代雕塑音乐喷泉激光水幕电影超高喷泉超大瀑布百米跑泉跳跳泉等，都在我国相继出现。

程控花式喷泉是将现代控制技术应用于人工喷泉，通过单片机程序来控制喷泉水姿变化，成为种新喷泉艺术形式。

单片机作为种控制用微处理器，包含有基本软硬件资源。

本文采用了单片机控制技术，给出了单片机控制电路，水泵控制电路，彩灯控制电路及部分单片机口初始化程序。

随着科学技术突飞猛进发展，变频调速器技术正大步走进喷泉控制领域，发挥着不可替代作用。

单片机输出通过数模转换来驱动变频器，通过变频调速技术对电泵进行调速，实现程序控制喷泉高度，不仅能够进行多种水型切换，而且能控制喷泉水柱上下起伏。

同时单片机还通过中间继电器来控制彩灯亮灭。

实现了对喷泉水光协同控制。

音乐喷泉在诸多领域应用喷泉作为项建筑艺术，在国内外均有较悠久历史。

国内在二十世纪八十年代以前，喷泉只是建筑给排水和园林造景专业个技术细节，从设计到产品制作，工程安装都没有形成规模。

二十世纪九十年代以后，社会主义市场经济快速发展，全国城市建设速度加快，人们也追求高质量文化生活和环境美。

市场需求推动了喷泉喷泉工名，高级工程师名，工程师名，是以化工新材料为龙头集高新技术开发工程设计新产品生产和经营于体科技型企业。

化研院原来属于化学工业部直属科研院所，现隶属于中国化工集团公司。

拥有外贸自营权，具备甲级工程咨询乙级环境评价专业乙级勘察设计和三类压力容器设计等资格。

化研院是全国氯碱氯产品及专用有机玻璃标准化归口单位，化学工业氯碱铝产品质量监督检验中心石油和化学工业金属阳极及电解装备质检中心，全国塑料标准化技术委员会分会全国化学标准化技术委员会氯碱化工分会中国化工学会酸碱盐委员会氯碱分会全国氯碱工业信息中心和全国信息站等行业组织均设在我院，负责组织全国氯碱和晶材料信息化学品等国内大多还刚起步，有还基本空白。

产品品种虽已有万多种，但技术含量较低。

有产品质量差，有总量不足，有缺乏系列化和精细化。

因此，在国际市场上价格低，竞争力较差。

批性能好质量高产品主要依赖进口。

如我国纺织印染工业所需染料，从数量上国内产品满足率可到以上，但品种满足率仅。

又如国家每年需化大量外汇进口医药农药等原药和中间体，以满足国内生产需要。

这说明我国精细化工对国外有定依赖性。

企业规模小而散，集中度低。

目前全国有万家左右精细化工企业，其中以涂料厂最多，约多家，其他染料和颜料厂农药原药和制剂厂化学药生产厂均在家左右。

规模较大生产厂屈指可数，当然近几年在浙江等地也出现了批较大规模染料和中间体生产厂，有厂分散性染料生产规模已达万吨年，成为世界上最大分散染料生产商之。

但总体规模远远小于国外生产厂。

中国精细化工发展中个突出问题是科研开发力度不够，国家及企业在科研开发方面投入太少，尚未形成以企业为中心科技开发和创新体系。

中国科技力量大部分集中在科研院所和大专院校，由于与生产相脱节，科技成果转化率很低，般只有左右。

而企业自我开发能力又较弱，大部分精细化工企业还尚未建立科技开发应用研究市场开拓和技术服务机构。

受计划经济影响，科研单位和生产厂对应用研究不够重视，对产品应用和市场营销关注很少，这是中国精细化工发展中制约因素之。

很多企业对环保重视不够。

精细化工生产厂般规模较小，厂点分散，生产过程中三废量较大，有还难于治理，同时建设三废治理装臵需要较大投入，会增加生产成本。

因此大多数企业三废治理尚未达标，对环境造成很大影响。

随着国家对环境保护法规和要求越来越严格，企业如果对此处理不好，将影响到我国精细化工今后发展。

当前，我国经济正处在个战略性结构调整关键时期，调整和优化产业结构已成为世纪前年经济发展重大战略问题。

在这调整进程中，国民经济各领域都将不断优化升级向现代化发展，同时些新兴产业正在形成。

如新兴环保产业新能源新材料新型保健品等等，所有各类高科技领域发展都需要精细化工纺织产品和服装出口原油开采机械制造业建筑口汽车等传统产业也需要在精细化工配合下进行优化升级。

此外，我国化学工业本身也需要由粗放型向精细化方向发展，实现化学工业结构调整。

同时，世界经济体化不断深入和我国加入都将对我国尚不发达精细化工产生巨大影响。

随着竞争加剧，行业发展。

喷泉走出公园园林围墙和广场中心，深入延伸到人们各个社会活动场所，使喷泉行业发展进入到个新阶段。

本课题基本内容基本任务用单片机设计个音乐喷泉，要实现喷水高度连续控制，就必须能够调节喷头出水水压，而通过调节水泵转速可以达到平滑调节水压目。

水泵由变频器来驱动，通过调节电机转速可以实现以上要求。

三相异步电动机通入工频电源，转速是不变化，变频器是专门针对电机调速装置。

选用变频器来实现对三相电机控制。

由于单片机输出是数字量，而变频器控制口所需要是模拟量，因此要通过数模转换来使输出达到要求。

系统采用对单片机进行编程，通过单片机输出预定数据来控制变频器工作，进而实现控制水泵转速，使水柱发生变化。

当有音乐信号时，获取声音强度，通过模拟量卡，实施输出到变频器，作用到电机上，使喷头产生随音乐起伏效果。

喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调状态组合。

喷泉通过键盘输入来启动和停止喷泉，同时键盘输入还可以改变喷泉运行模式。

灯用来显示喷泉运行状态。

当变频器控制电压为零时，变频器停止工作，水泵也会随之停止工作，达到关掉水泵目。

巴音郭楞职业技术学院机械电气工程学院毕业设计论文第页共页第二章总体设计方案音乐喷泉控制系统整体设计方案比较方案基于硬件电路采样前馈补偿音乐喷泉控制系统此方案优点是新型音乐喷泉控制方法采样结果可以直接反映音乐强度，并由喷泉控制器与上位机配合工作来实现数据采集与处理，该方法每秒采样次数据。

当利用前馈补偿方式控制输出时，前馈控制时间完全可由设置前馈时间确定，故可满足实际音乐喷泉前馈补偿控制需要。

可由于硬件条件限制以及能力要求较高，实施较困难。

方案二基于全数字集成电路音乐喷泉控制器此方案设计分为音控程控两用音乐喷泉控制器。

控制三组不同颜色彩灯，五台不同喷泉造型水泵。

音控程控可用开关手动切换。

程控速度可用电位器调节。

音控时，输入音乐音量直接控制彩灯，音乐音量小则彩灯打开组数少，音量大则彩灯打开组数多。

整个电路设计简单，通用，基于工程背景，具有可行性。

方案三基于单片机音乐喷泉控制系统采用以为核心单片机控制方案。

利用单片机灵活编程设计和丰富端口，及其控制准确性，能够简单而又实用将乐曲控制喷泉动作。

而且以为核心嵌入式控制器，具有性价比高，体积小，易于操作等优点。

因此本设计采用该方案。

系统框图众所周知，物体振动产生声音，而振动频率决定音调高低，因此使用单片机控制输出不同频率信号，就可以产生不同音调利用单片机计时系统可以控制各个音调时间，即实现节拍控制。

音调和节拍按照乐谱排列就实现了乐曲演奏功能。

喷头及彩灯分别与相应输出点连接，通过程序实现每种音调都有对应组输出点开关状态组合，从而实现乐曲控制喷泉动作功能。

系统总体结构图如图所示。

单片机模块电路输入输出模块电源电路模块转换模块采集模块巴音郭楞职业技术学院机械电气工程学院毕业设计论文第页共页图系统总体框图音乐播放可在开启喷泉时，由外部设备如等设备播放，也可由计算机播放。

根据有无音乐信号计算机上播放或外部输入，启停