基于嵌入式系统的24通道舞台电脑灯控制系统的设计

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舞台灯光也称“舞台照明”,是舞台美术造型的手段之一。它利用舞台灯光设备(如照明灯具、电脑灯、控制系统等)和技术手段,以光色、光度、光位的各种变化表现环境、渲染气氛、突出人物,创造舞台的空间感与时间感,塑造舞台演出的外部形象,并提供必要的灯光效果(如风、雨、云、水、火、闪电等)。本文将基于DMX512协议的24通道舞台电脑灯控制系统分为硬件和软件两个部分进行研究,并对系统进行了控制精度分析和故障分析:(1)在硬件部分,采用6片美国Cygnal公司的一种高性能混合信号SOC型8位单片机联合系统作为主控制系统,两相步进电机和三相混合式步进电机作为执行元件,L6204为驱动器,并采用SPWM(正弦波脉宽调制)驱动作为两相与三相步进电机的驱动方式。本文设计的电脑灯包括X轴动作控制和定位、Y轴动作控制和定位、调焦器控制、光圈控制、特效旋转、特效自转、换色器控制、图案1和图案2旋转、图案1和图案2自转、光闸、CMY颜色混合控制、主控制板温度检测、机身温度检测、灯头温度检测等24个功能。(2)在软件部分,将系统软件的整体结构划分为以下主要功能模块:主程序模块、系统初始化模块、系统菜单的显示和操作模块、通信模块、两相步进电机驱动模块、三相电机驱动模块、X轴驱动与定位控制模块、Y轴驱动与定位控制模块、调焦器控制模块、图像缩放模块、光圈控制模块、光闸控制模块、CMY颜色混合控制模块、特效旋转控制模块、特效自转控制模块、换色器控制控制模块、图案1和2旋转控制模块、图案1和2自转控制模块、主控制板温度检测、机身温度检测、灯头温度检测模块等。并对其中的主要模块进行了详细的分析,针对各模块不同的功能特点,采用了不同的控制方法。(3)对系统中影响控制精度与性能的因素进行分析,并综合考虑系统性能、成本,以选择最佳的方案。对调试过程中和系统运行中常见的故障进行了分析,并提出了排除故障的一般流程和解决问题的办法。
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