基于51單片機的汽車音響燈光控制器設置分析

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，因而可用于現代汽車音響燈光控制。通過應用并改進其它音樂燈光的一些控制軟件和控制方法，設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。

關鍵詞：單片機；音響；燈光；控制

1音響燈光一體化系統設計思路

音響燈光是一種綜合的情境，它由電腦控制光、聲及組合，產生不同色彩、不同形狀、配合音樂節奏而構成的。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系。然而音響燈光存在兩個問題：一是怎樣使音樂和燈光聯系起來，二是怎樣做到音樂和燈光的同步。在這里系統通過采取以下辦法來解決以上兩個問題。

1.1在系統設計中，以單片機為主控制器，實現音響燈光的一體化。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，統計出當前事件與前一事件的時間差、樂曲的速度、當前發音的音名、當前發音的力度、和當前發音的通道及各通道的音色。可將這些數據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據同燈光基本閃爍程序庫相結合，就形成了燈光文件，然后就可輸出控制種類執行機構。單片機輸出的信號通過程序放大后可推動電子開關或繼電器，燈光上的電磁閥可由其控制，以控制大燈的開關。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系。

1.2單片機的汽車音響的播放程序是，在系統中設置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，所以只有音樂播放地流暢，才能滿足音質的需求。

1.3一般情況下，可以利用系統中已配有U盤主機系統模塊向系統中輸入MIDI文件。而在系統中，通常采取FAT系統管理文件，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。

2音響燈光一體化各模塊資源分析

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

2.2為了對輸出各種狀態參數進行控制。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字量、控制電磁閥的是P1.2-P1.7，通過數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位地址數據選擇線、8位數據線、一個片選信號和三個控制信號線（IRQB數據包請求信號、RDB讀操作和WRB寫操作）。8位數據線/地址線的復用線選擇用P0口，外部中斷源0的中斷工作方式可以采用IRQB數據包傳遞，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。USB的通用接口芯片是CH375，而CH375不僅內置了專用通訊協議的固件，可用來處理海量的存儲設備。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盤中的文件數據。如果要采用子程序庫，USB讀入模塊需要600字節以上的隨機存儲器RAM和4KB以上的程序空間。

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

綜上，要形成一個獨立的影響燈光控制系統，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結語

MIDI播放模塊通過Q56400實現MIDI音樂的播放，以中斷方式實現與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。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實現通訊。燈光控制模塊可產生燈光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。在初始化程序中，可初始化QS6400、CH375、X9221、7279A及MCS-51內部資源（串行口、中斷系統、定時器系統等），使相關參數重置，初始化為原值。