一種新型激光鍵盤輸入式音樂播放系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型激光鍵盤輸入式音樂播放系統(tǒng)的設(shè)計方案和實施方法，可用于高檔KTV替代傳統(tǒng)點歌系統(tǒng)，也可用做家庭娛樂設(shè)備。激光鍵盤輸入靈活、方便快捷，可廣泛應(yīng)用于各種辦公和娛樂設(shè)備的輸入端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展與創(chuàng)新，電子產(chǎn)品已逐漸走進生活，人們對高科技、高品質(zhì)音樂娛樂系統(tǒng)的需求也日益提高。傳統(tǒng)的音樂播放系統(tǒng)一般采用“按鍵選歌”、“列表選歌”的選歌方式，無法方便快捷的選擇歌曲，即使有以傳統(tǒng)鍵盤為輸入方式的音樂播放系統(tǒng)，但由于傳統(tǒng)鍵盤存在體積大、易磨損不易清理等缺點也會影響人們對高品質(zhì)音樂生活的體驗。為此，我們對傳統(tǒng)的音樂播放系統(tǒng)進行改進，設(shè)計出以激光鍵盤為輸入設(shè)備以旋轉(zhuǎn)LED為顯示設(shè)備，以藍(lán)牙組網(wǎng)作為通信系統(tǒng)的創(chuàng)新型音樂播放平臺。解決了傳統(tǒng)音樂播放系統(tǒng)功能單一、應(yīng)用空間受限等缺點，同時實現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部各個設(shè)備間的無線通訊，提高了系統(tǒng)的先進性與實用性。
[0003]傳統(tǒng)的KTV點歌臺采用一塊觸摸屏響應(yīng)點歌操作，但由于其體積大，位置固定，只允許單人操作，不能滿足隨時隨地點歌的需求，人們點歌時需要從自己的位置跑到點歌臺再從點歌臺回到位置上唱歌，大大影響人們享受音樂的心情。而激光鍵盤用作輸入點歌設(shè)備可隨意放置，不受空間影響，同時炫酷的旋轉(zhuǎn)LED顯示屏和頻譜顯示屏可營造出絢麗的娛樂效果，進而使人們享受其中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需解決的問題是
1、傳統(tǒng)音樂播放系統(tǒng)采用按鍵選歌，不能方便快捷的選擇歌曲的問題；
2、傳統(tǒng)KTV點歌系統(tǒng)位置固定，人們點歌空間受限的問題；
3、傳統(tǒng)鍵盤體積大、不易清理的問題；
4、創(chuàng)造出一種新的輸入與輸出顯示方式。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:首先，通過激光鍵盤輸入拼音在主控顯示屏上實現(xiàn)漢字的選擇，然后將選出的歌曲名通過藍(lán)牙發(fā)至5 I單片機，單片機一方面將該信息發(fā)至旋轉(zhuǎn)LED顯示屏另一方面通過SD卡和解碼芯片提取歌曲送至音響播放。除此之外，旋轉(zhuǎn)LED顯示屏還能根據(jù)激光鍵盤輸入漢字的不同而實時改變顯示內(nèi)容。
[0006]本發(fā)明的原理:本發(fā)明主要有激光鍵盤部分、主控識別部分、音樂播放部分和旋轉(zhuǎn)LED顯示屏共同組成。
[0007]激光鍵盤主要由三部分組成，激光投影器、一字線紅外發(fā)射器和紅外攝像頭。激光投影器投下鍵盤的模型，一字線紅外發(fā)射器投射出一個緊貼鍵盤模型平面的光平面。當(dāng)人手觸摸鍵盤按鍵時，一字線紅外發(fā)射器發(fā)出的光被指尖擋住，攝像頭捕捉反射回來的紅外光，然后進行定位操作，計算出按下位置所對應(yīng)的按鍵。
[0008]主控部分識別出鍵盤的鍵碼并在液晶屏上顯示，全部字母輸入完成后按下確定鍵，主控部分識別出輸入的拼音，然后把對應(yīng)的漢字顯示出來。歌曲名稱輸入完成后，主控芯片把對應(yīng)的代碼，通過藍(lán)牙傳至音樂播放模塊。
[0009]音樂播放模塊接收到代碼后，一方面將代碼繼續(xù)發(fā)給旋轉(zhuǎn)LED另一方面通過文件系統(tǒng)采用SPI協(xié)議訪問SD卡中的文件，然后將數(shù)據(jù)傳至解碼芯片，解碼芯片最終將數(shù)字信號還原為聲音信號輸出，輸出的音頻信號一路通過數(shù)字功放進行放大從而實現(xiàn)音樂播放，另一路經(jīng)過單片機AD采集再進行快速傅里葉變換，最終在點陣屏上顯示出音樂的頻譜。
[0010]旋轉(zhuǎn)LED顯示屏部分接收到代碼后，將對應(yīng)的漢字顯示出來。顯示時采用旋轉(zhuǎn)掃描動態(tài)顯示的方法，根據(jù)人眼的視覺停留現(xiàn)象連續(xù)點亮顯示屏上不同的LED燈，從而實現(xiàn)相應(yīng)內(nèi)容的顯示。該旋轉(zhuǎn)LED顯示屏采用無線供電，利用電磁感應(yīng)原理將電壓從基座傳至旋轉(zhuǎn)部分。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于
1、采用激光投影技術(shù)，使輸入設(shè)備更加靈活，不受空間和位置的影響；
2、激光鍵盤體積小方便攜帶；
3、采用激光鍵盤點歌，相比列表選歌方式更能快速準(zhǔn)確的選出歌曲，相比觸屏或傳統(tǒng)鍵盤更能在KTV增添“高大上”的氛圍，更能吸引人們的眼球；
4、在播放音樂的同時旋轉(zhuǎn)LED顯示屏能同時顯示歌曲信息，頻譜顯示屏也能根據(jù)音樂實時跳動；
5、旋轉(zhuǎn)LED顯示的內(nèi)容，可根據(jù)激光鍵盤輸入的不同而實時改變。從而創(chuàng)造出一種新的輸入和顯示方式，具有一定的開發(fā)價值；
6、采用51單片機制作MP3音樂播放器成本低廉，易于實現(xiàn)；
7、整個系統(tǒng)采用藍(lán)牙組網(wǎng)，增加了使用各個設(shè)備時的靈活性。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的新型激光鍵盤輸入式的無線音樂播放系統(tǒng)的大致硬件結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I為鍵盤事件輸入；2為串口屏顯示漢字；3為攝像頭捕捉單片機處理；4為中央控制芯片51單片機；5為單片機控制SD卡讀??；6為MP3解碼芯片進行解碼；7為數(shù)字功放播放音樂；8為旋轉(zhuǎn)LED顯示漢字；9為無線供電模塊；10為220V變壓器。
[0013]圖2為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備的原理圖。
[0014]圖3為音樂頻譜顯不設(shè)備的原理圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備的流程圖。圖中I為開始；2為初始化；3為單片機中斷采集數(shù)據(jù)；4為是否符合協(xié)議；5為數(shù)據(jù)處理；6為是否為顯示內(nèi)容；7為紅外檢測；8為是否為起始位置；9為開始點亮LED ; 10為顯示鍵盤所打內(nèi)容；11為不點亮LED ;12為結(jié)束。
[0016]圖5為無線音樂播放設(shè)備的流程圖。圖中I為系統(tǒng)初始化；2為等待藍(lán)牙接收文件；3為音頻文件；4為通過文件系統(tǒng)打開文件；5為解碼芯片復(fù)位；6為設(shè)置音量；7為向解碼芯片寫入文件；8為輸出音頻。
[0017]實施方式
本發(fā)明的實施是以5 I單片機為核心控制板，使用了激光投影器、一線紅外發(fā)射器、紅外攝像頭、串口顯示屏、L M 3 9 3比較器、字庫芯片W 2 5 Q 3 2、解碼芯片V SI O O 3等主要部件。
[0018]本發(fā)明中激光鍵盤部分通過攝像頭采集數(shù)據(jù)后經(jīng)單片機處理可實現(xiàn)激光鍵盤的漢字輸入，并且該激光鍵盤可模擬搜狗輸入法實現(xiàn)海量的漢字輸入，為眾多電子產(chǎn)品提供了方便快捷的輸入方式。該系統(tǒng)采用激光鍵盤作為點歌時的輸入設(shè)備，相比于傳統(tǒng)點歌設(shè)備的觸控屏輸入端具有體積小、輸入靈活、免清潔等優(yōu)點。
[0019]該激光鍵盤主要由激光投影器、一字線紅外發(fā)射器和紅外攝像頭組成。為實現(xiàn)不可見激光平面與鍵盤的對應(yīng)，我們必須對采集來的圖像數(shù)據(jù)進行定位操作，首先對不可見光平面進行坐標(biāo)零點定位，然后對月牙形光斑進行相對坐標(biāo)定位得到光斑坐標(biāo)，再對比鍵盤碼表光標(biāo)得到鍵盤鍵碼。通過這種方式我們就能確定出鍵盤上的哪個按鍵被按下。
[0020]本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備采用51單片機控制，顯示部分采用高亮度貼片LED，基座部分采用高性能電機，旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速高，顯示穩(wěn)定。該設(shè)備采用無線供電方式給旋轉(zhuǎn)部分供電，旋轉(zhuǎn)起來安靜、壽命長！此外本旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備外接了字庫芯片，可以顯示海量的漢字，與激光鍵盤輸入的漢字對應(yīng)一致從而達(dá)到實時顯示激光鍵盤輸入內(nèi)容的效果。相比于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)LED顯示屏，該設(shè)備能隨時改變顯示內(nèi)容，無需下載無需斷電。
[0021]該旋轉(zhuǎn)LED采用旋轉(zhuǎn)掃描動態(tài)顯示的方法，根據(jù)人眼的視覺停留點亮顯示屏上不同的LED燈，其顯示屏只有一列，由機械旋轉(zhuǎn)運動到某一位置時就顯示該位置的狀態(tài)，到下一位置后又顯示下一位置的狀態(tài)，即一列圖像要完成全部圖像的顯示，掃描過程由機械轉(zhuǎn)動更換位置來實現(xiàn)。
[0022]該旋轉(zhuǎn)LED無線供電系統(tǒng)主要利用電磁感應(yīng)原理，通過初、次線圈的感應(yīng)來實現(xiàn)電能的傳輸。當(dāng)發(fā)送線圈中通以交變電流時，該電流將在周圍介質(zhì)中形成一個交變磁場，接收線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢后經(jīng)整流濾波穩(wěn)壓供電給旋轉(zhuǎn)LED的主板。
[0023]本發(fā)明中無線音樂播放設(shè)備采用51單片機控制，相比于傳統(tǒng)的M P 3播放器成本低、控制簡單、易于實現(xiàn)。該系統(tǒng)選歌方式采用歌名搜索式，相比傳統(tǒng)音樂播放器的按鍵選歌具有準(zhǔn)確便捷的優(yōu)點。
[0024]該系統(tǒng)無線音樂播放系統(tǒng)利用51單片機通過SPI協(xié)議訪問SD卡中的文件，然后將提取出的數(shù)據(jù)再利用SPI協(xié)議傳至解碼芯片VS1003，解碼芯片最終將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為聲音信號輸出，輸出的音頻信號加到數(shù)字功放芯片TPA3116上進行放大，最后接音箱輸出。
【主權(quán)項】
1.一種新型激光鍵盤輸入式音樂播放系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)激光鍵盤的輸入點歌、無線音樂播放器播放歌曲、旋轉(zhuǎn)LED顯示播放歌曲的信息、音樂頻譜顯示動態(tài)音符等炫酷效果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光鍵盤輸入設(shè)備，其特征是:該激光鍵盤小巧輕便、方便攜帶；能在任意平面上使用；能隨時控制歌曲的播放、切換及停止。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主控顯示設(shè)備，其特征是:該設(shè)備采用IAP15F2K60S2增強型單片機作為控制芯片，主控芯片在判斷激光鍵盤是否輸入以及音樂播放設(shè)備是否啟動的同時，能在串口顯示屏實現(xiàn)搜狗輸入法從而配合激光鍵盤輸入進行漢字顯示。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線音樂播放設(shè)備，其特征是:通過藍(lán)牙將激光鍵盤歌曲信息傳至無線音樂播放設(shè)備的控制芯片，控制芯片通過文件系統(tǒng)利用SPI協(xié)議訪問SD卡中的文件，將提取出的數(shù)據(jù)再利用SPI協(xié)議傳至解碼芯片，解碼芯片最終將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為聲音信號輸出，輸出的音頻信號加到數(shù)字功放上進行放大，最后接音箱輸出。此數(shù)字功放可輸出兩路音頻信號，兩路信號都可以手動調(diào)節(jié)幅值大小。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備，其特征是:該旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備可實時顯示無線播放設(shè)備播放的歌曲信息；同時該旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備可直接顯示激光鍵盤輸入的內(nèi)容；該旋轉(zhuǎn)LED顯示屏采用無線供電技術(shù)，美觀、實用、安全、穩(wěn)定。除此之外，該旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備還外接字庫芯片，可以顯示出任意漢字。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂頻譜顯示設(shè)備，其特征是:將輸入的模擬音樂信號進行頻率分析，將幅值大小通過LED顯示屏顯示出來。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型激光鍵盤輸入式音樂播放系統(tǒng)的設(shè)計方案和實施方法，該系統(tǒng)由主控顯示設(shè)備、激光鍵盤輸入設(shè)備、無線音樂播放設(shè)備、旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備、音樂頻譜屏顯示設(shè)備組成。主控顯示設(shè)備能夠控制激光鍵盤實現(xiàn)漢字的輸入。同時，能夠?qū)⒓す怄I盤輸入的信息發(fā)送至無線音樂播放設(shè)備以及旋轉(zhuǎn)LED顯示設(shè)備，以達(dá)到無線音樂播放系統(tǒng)播放音樂的同時旋轉(zhuǎn)LED顯示所播放歌曲信息的效果。除此之外，音樂頻譜屏能顯示播放音樂的頻譜。
【IPC分類】G06F3/14, G06F3/02
【公開號】CN104978038
【申請?zhí)枴緾N201510107994
【發(fā)明人】汪寧, 吳子棟, 楊明霞
【申請人】齊魯工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年3月12日