x25045在舞台灯光换色器设计中的应用

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1、X25045在舞台灯光换色器设计中的应用X25045在舞台灯光换色器设计中的应用摘要：灯光换色器舞台上常用的灯光设备。本文详细介绍一种采用AT89C2051单片机设计的新型换色器。首先，简述换色器的工作原理及基使用的DMX512通信协议。然后，详细介绍E2PROM芯片X25045的使用。最后，给出X25045的接口设计。关键词：换色器AT89C2051DMX512协议X25045引言舞台灯光效果设计是舞台场景设计的重要组成部分。目前国内先使用的各种新型灯光设备，如换色器、调凋光器、电脑灯等大多是从国外进口，国内嫘几乎没有生产。为此，我们

2、应国内某舞台浇灯不设备厂的要求设计了一种以AT89冈C2051单片机为控制器的新型舞台灯檠光换色器HSQ-1A。该换色器可变换咸8种色彩，换色精度高，工作可靠。使用嗓时，舞台上所有的换色器和总控制台根据躐RS-485协议连成总线网络；总控制□台作为主机通过总线发布命令，控制所有换色器的工作。以下介绍换色器的工作原撵理及设计方案。一、系统结构和工作原理23/23换色器由一个中空的框架、两根飑卷轴以及各色透光薄膜组成。制作时，首诼先将不同颜色的透光膜连接成条幅，并在条幅的两端安上卷轴。然后用卷轴将条幅炒卷起，以活动的方式把卷轴安装在框

3、架的琚两侧。使用时，把换色器放在白色光源前方，转动两根卷切换不同颜色的透光膜，饩从而产生不同颜色的灯光效果。这种不换光源只换透光膜的换色方案，与更换不同拣颜色光源的方案相比，虽然换色速度较慢梭，但成本低，可靠性高。因此，换色器在换色频度低的场合中应用很广。在换砍色器的设计中，重点在于卷轴的驱动和定叶位机构的设计。过去，采用的交流电机和桤光电码盘实现方式，运行噪声大、定位精燔度差，在实际使用中效果不理想。现在，瞄在新换色器中选用步进电机作为驱动和定厶位机构，彻底解决了以上问题。换色器工作时运行平稳、噪声小、定位精度高，完痼全达到了

4、设计要求。总控制台与赌换色器之间的通信使用DMX512数据阢传输协议。DMX512协议是美国舞台劈23/23灯光协会于1990年发布的一种灯光控拍制器与灯具设备进行数据传输的标准。这涅包括电气特性、数据协议、数据格式等各虐方面的内容。DMX512电气特性扰与RS-485完全兼容，包括驱动器/丈接收器的选择、线路负载和多站配置等方⒏面的要求都是一致的。DMX512诱数据协议规定使用250Kbps的波特赍率。在进行正常数据传输之前，发送1个攘复位信号，声明数据传输的开始。随后的第1帧数据称为起始代码，其中包含设备繁类型码，以指明后续数据的

5、接收设备的类瘘型。最后，按设备编号的顺序给每个设备拚发送1帧数据，依次为：1#设备数据帧会、2#设备数据帧，直至最后一个设备。设备总数最多可达512个，数据帧间隔段为高电平，最长不超过1s。DMX512数据格式规定，1帧数据长度为1┸1位。按传送顺序说明如下：第1位——起始位，低电平；第2～9位—籼—数据位，从最低位到最高位，正逻辑；23/23第10、11位——停止位，高电平；瞍奇偶校验位——不传送。二、硬茺件电路换色器硬件电路如图1所示：ULN2017A是内含7个达林顿管磉的驱动芯片，输入电压与TTL电平兼容。每个上达林顿管的

6、集电极可吸收最大5刹00mA的电流，耐压30V，因此可以卅用来驱动四相步进电机。74LS1豪25三态门用于控制电机的工作方式。电耢机正常工作时，74LS125处于导通冂状态，两个电机可以同方向、同步转动；髫电机复位时，三态门阻断，只有一个电机悴可以转动。MAX1487用于驱动卑/接收RS-485信号。其接收器的输勿入阻抗只有1/4个单位负载，最多可连蔡接128个通信设备。另外，MAX14俐87的传输信号变化沿没有限制斜率，所泔23/23以最高数据传输可达。三、X250耷45介绍在采用DMX512协议通沱信时，换色器的编号用于从总控制台发

7、送獠的数据包中选择发给本设备的数据帧。正颚常工作时，编号数据不会掉电丢失，而且鳄必要时编号还可修改。因此采用XICO笔R公司的串行E2PROM器件X250喇45对编号数据进行存储。X250蚜45是带有串行E2PROM的CPU监浯控器。图2是它的引脚图：CS/WDI：片选输入/看门狗复位输入；惫SO：串行输出；WP：写保护输入；Vss：地；23/23Vcc：电源；虏RESET：复位输出；SCK溽：同步时钟输入；SI：串行输入。哭X25045的状态寄存器描述器件吾的当前状态，各位意义如表1所列。表17654321000WD1含WD0BL

8、1BL0WELWIP其中，耒WD1、WD0是看门狗定时时间设置位输；BL1、BL0是存储单元写保护区设盟置位；WEL是只读标志，1表明写使能复开关打开；WIP也是只读标志，1代表砹芯片内部正处于写周期。电复