本课题将选用 DSP 作为控制核心。其在数字信号的处理上有着较大优势，运算速度快， 精度高，能进行实时 fft，用户也无需将太多精力花在处理数据精度上和存储空间的分配上。 其丰富的 I/O 口也可以实现更多多元化组合。

为实现音乐喷泉的控制，先对输入的音频信号进行偏置、滤波和 AD 采样等处理，再将采 集的信号用 DSP 进行分析处理，然后输出控制信号到电机，控制电机转速的变化使水泵喷出 不同高度的水柱，系统总体结构如图 1。1。

系统结构框架

根据输入信号幅值、频率和采样数据样本的要求，要对音频信号进行放大、滤波、A/D 采样等预处理，然后对采样的数据在 DSP 中进行信号处理。

1。3 音乐喷泉的控制方法文献综述

为了实现音乐喷泉效果，需要水柱随着音乐强度和音调的变化改变高度，而改变水柱高 度实际上就是控制电机的转速。这里选用的直流电机，其结构简单，便于调试控制。

调整直流电机转速的常用做法是调整电压来控制转速，一般分为两种方法：改变电压幅 度和调整脉冲宽度来实现。后一种方式适用 PWM 波控制。所以只要通过分配 PWM 不同的占空 比就可以实现电机转速的调控。

输入的音频采样信号在 DSP 中进行分析处理，提取音乐的强弱和频率信息，设定不同的 阈值，输出不同占空比的 PWM 波。为此查阅了一些音乐资料，看方案是否有可行性。

从物理上讲声音是由物体振动产生的一种波，并通过空气介质作用于我们的耳鼓，使我 们能够感知。声音有四种性质。即高低（音调）、强弱（音响）、长短（音长）和音质（音 色）如图示 1。2。

图 1。2 声音的物理四要素

物体的振动有快有慢（音调的不同），导致发出的声音也有高有低。但是人耳能听到的 频率只有很小一段。一般来说，正常人能够听到每秒振动 20 次到 20000 次的声波，也就是频 率 20Hz 到 20KHz。低于这个频率的称为次声波，高于这个频率的称为超声波。而声音的强弱 是由振幅决定的。

一个物体不可能总是一成不变的振动，所以它的频率和振幅都会随着时间的改变而改变， 并最终趋于静止。我们把声音的发展过程分为四个阶段，分别是触发、衰减、保持和消失。 这四个阶段统称为“包络”，包络的时间也就是一个声音的长短。

我们能够辨别女声男声，或是听音辨物靠的是音色，字面意思就是声音的特色。而原因 是物体振动时并不仅仅产生一个波。当我们波动一根弦时，并不仅仅是整根弦在振动，这根 弦的二分之一、三分之一、四分之一或是五分之一等处都在振动。整根弦的振动产生基音， 而弦的二分之一、三分之一等处振动产生一些次要频率，这是泛音，也就是这个决定物体的 音色。如果一个物体的泛音为基音的整数倍，这个音就会具有清晰可辨的音高，这个称之为 乐音，如果泛音是基音的非整数倍，这个音就不具备清晰可辨的音高，这个称之为噪音。

而音乐就是乐音的艺术的排列组合。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

音调划分：极低频：20Hz-40Hz；低频：40Hz-80Hz；中低频：80Hz-160Hz；中频：160-1280Hz； 中高频：1280Hz-2560Hz；高频：2560Hz-5120Hz；极高频：5120Hz-20KHz；

所以利用提取的音乐信号的幅值和频率来控制输出不同占空比的脉冲波是具有可行性 的。

1。4 本文内容介绍

本课题以 DSP 为控制核心，设计算法程序对 A/D 采样数据进行处理，控制直流电机。第 一章先介绍了研究背景和意义，简略介绍实现原理和方法。第二章介绍 28335 的内部模块， 了解其工作原理。第三章详细介绍电路设计图。第四章进行算法的分析和系统联调。通过这 些，了解和感受 DSP 在音乐喷泉设计和控制上的优点。