基于单片机的音乐节奏彩灯控制系统设计1
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2022-08-03
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2020 年 19 期设计创新
科技创新与应用
TechnologyInnovationandApplication
基于单片机的音乐节奏彩灯控制系统设计
匡 畅
（广东水利电力职业技术学院
，
广东广州510635）
引言
彩灯控制主要用在聚会
、
KTV、酒吧、庆典
、广告牌、园
林喷漆装饰以及舞台演出等场合
，
是一种为环境提供不同
变化效果的灯光控制设备。但是专业彩灯不仅价格昂贵，
而且操作复杂
，
需要提前编程
，
不适合普通用户使用
。而普
通的效果灯，只有灯光闪烁，没有节奏跟随，效果单一。
针对上述问题
，
本文设计了一种基于单片机的音乐节
奏彩灯控制系统
，
该系统使用简单方便
，
无需提前编程
，
即
插即用
，
彩灯效果实时跟随音乐节奏变化
，
且彩灯效果丰
富，代入感强
，
音乐氛围好
，
适用于各种非专业化场合
，
具
有很强的市场价值
。
1 整体设计
1.1 系统整体框架
图 1 系统框图
如图 1 所示
，
本文设计的音乐节奏彩灯控制系统主要
由蓝牙音频模块
、
MSGEQ7 芯片、单片机主机
、单片机从
机、固态继电器
、
WS2812 芯片以及 LED 灯带构成。
其中，
蓝牙音频模块主要用于接收音乐信号
，
MSGEQ7 芯片用于
解析音乐频谱
，
单片机主机根据解析的频谱信号分析音乐
节奏
，
单片机从机用于控制 WS2812 芯片和固态继电器的
开关
，
从而控制 LED 灯带显示不同灯光效果
。
1.2 外观设计
图 2 外观设计图
系统产品外观呈长方体型
，
如图 2 所示
，
背部设有插
座，用 于 给 LED 灯带供电
，
其中三插电源用于给普通 LED
灯带供电
，
type-C 接口用于给 WS2812 彩色灯带供电和通
信，插座下方的三个接口分别是 AUXIN、AUXOUT 和电
源接口。产品顶部有一个开关按钮
，
用于开关系统电源
。
2 硬件设计
2.1 音频采集、处理和分析模块
音频采集、处理和分析模块分别为蓝牙音频模块、MS(
GEQ7 芯片以及单片机主机
。
蓝牙音频模块用于实现音频采集功能
。蓝牙音频模块
采用杰理蓝牙解码芯片
，
内置无损功放模块
，
能够左右声
道输出
，
提供 AUX 输入输出音频接口
，
支持蓝牙 5.0 协议
，
摘 要：针对目前市面上音乐节奏彩灯成本高、需要提前编程、效果单一等缺点，设计了一种基于频谱分析的音乐节奏灯光系统。
该系统以单片机为控制核心
，
配合 MSGEQ7 芯片
、
WS2812 彩灯模块、固态继电器模块
，
蓝牙音频模块等
，
可以实现对用户播放的音乐
进行频谱分析，根据频谱特征判断音乐的鼓点节奏和音乐氛围，并控制彩灯随着音乐节奏进行不同效果的变化。该系统具有操作简单、
无需编程、即插即用、效果丰富
、识别精准等特点。
关键词：单片机
；
MSGEQ7；WS2812
中图分类号:TP311 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2020)19-00'$-0$
Abstract:Inviewoftheshortcomingsofmusicrhythmlightsinthemarket,suchashighcost,needtobeprogrammedinad%
vance,andsingleeffect,amusicrhythmlightingsystembasedonspectrumanalysisisdesigned.Thesystemtakessingle-chipmicro%
computerasthecontrolcore,andcooperateswithMSGEQ7chip,WS2812colorlampmodule,solid-staterelaymodule,Bluetooth
audiomoduleandsoon.Itcananalyzethefrequencyspectrumofthemusicplayedbyusers,judgethedrumbeatrhythmandmusic
atmosphereofmusicaccordingtothespectrumcharacteristics,andcontrolthecolorlightstochangewiththemusicrhythmindiffer%
enteffects.Thesystemhasthecharacteristicsofsimpleoperation,noprogramming,plugandplay,richeffect,accuraterecognition
andsoon.
Keywords:singlechipmicrocomputer;MSGEQ7;WS2812
作者简介：匡畅
（
1987-
），男 ，本科，讲师，研究方向
：单片机应用技术。
92- -
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