基于某某某512协议的某某舞台灯控制系统的设计

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1、华中科技大学硕士学位论文1绪论1.1背景随着我国演播娱乐事业的迅速发展，对舞台效果的质量要求越来越高，而灯光系统的高技术和高性能要求是舞台质量提升的重要因素。在生活文化水平不断提高的今天，观众对舞台视觉冲击效果的期盼值越来越高，而且要通过千变万化的舞台灯光给观众展现一种新奇、独特乃至震撼的视听效果。在照明、增加艺术渲染力、烘托气氛、提供不同的时间和空间场景效果等方面，舞台灯光起到了至关重要的作用，其展现出来的效果已经是衡量某些大型舞台演出能否成功的关键因素，它的应用越来越受到舞台节目导演的重视。近年来LE

2、D技术在我国发展迅速，也得到了政府部门的大力支持，将LED用于照明设计已经成为时代的潮流。作为全球目前新一代最受瞩目的光源，LED因其高亮度、长寿命、低热量、无毒、可回收利用等优点，被称为21世纪绿色照明中最具有发展前景的光源，因此，在舞台灯光设计中用到LED作为发光源也是社会发展的必然趋势。中国行业研究网发布的《2012-2016年舞台灯光行业盈利预测及市场竞争力分析报告》显示，随着人们对艺术演奏要求的不断苛刻，对文化、娱乐产业发展的歌剧院、礼堂、T台等的灯光建设要求也越来越高；另外，随着国内舞台灯光市

3、场大规模发展，对舞台灯光技术的竞争也越来越大，对企业承接工程的能力也有更高的要求。这些都促进了舞台灯光相关技术的快速发展。2010年，上海世博会和广州亚运会两大国际盛会花落中国，进一步的推动了舞台灯光的采购。回顾北京2008年奥运会、上海2010年世博会与广州亚运会场馆的建设、老场馆设备更新，以及每年数以万计的全国各类演出，使得中国演艺市场迅猛发展，蕴涵着巨大的商机。国外企业纷纷瞄准中国市场。1万方数据华中科技大学硕士学位论文图1.1舞台灯光效果图2012年，央视春晚以LED打造了大型炫丽的舞台，表现一新

4、的让观众叹为观止的舞美形式。结合LED显示屏，升降机、切入、全息视频、无缝拼接、淡入淡出、舞台灯光等多种舞美技术支持，给众多观众留下了深刻印象，使晚会呈现出震憾的视觉效果，引发了众多LED同行和观众的讨论。春晚展现出的尖端LED舞美技术，将会对以后的舞台表演起到很大的冲击和带领作用。根据目前最新统计，中国文化市场的潜在需求已达到8090亿元，而且演艺器材市场潜力巨大，对灯光音响设备的需求还会有很大激励作用。据统计，国内目前在演艺设备行业的企业总数为5588家，其中音响、专业灯光、舞台机械等行业的企业总计4

5、558家，属于相关业务和领域的企业约1030家。总体来说，舞台灯光在国内有较大的市场需求，具有巨大的发展前景。综上所述，舞台灯光设备有非常重要的现实应用价值，在人们的生活中扮演着重要的角色，是现代物质生活和文化生活不可或缺的部分。1.2国内外研究现状在灯具设备方面，国内舞台灯与国外生产商都进行着与时俱进的变革。在技术研究方面，当然国内与国外的设备生产厂商还存在一定差距。中国舞台灯光产业从2万方数据华中科技大学硕士学位论文完全依靠国外进口，到对国外产品的仿制，再到国内企业自行完成舞台灯光的设计及制造，在舞台

6、灯光领域取得了长足的进步。然而我国目前的舞台灯光技术及产品还处在中低端阶段，高性能的舞台灯光仍然需要从国外进口。因此，舞台灯系统的研究对提升中国舞台灯在国际灯光市场的竞争力有着深远的意义。由于国外有比较发达的工业技术，因此，其在舞台灯具设备研发与生产方面的基础比较雄厚。相比较而言，我国的工业技术基础薄弱，制造舞台灯具设备才刚刚起步。随着我国飞速发展的经济，国内对舞台灯具设备的制造已经在一步步的缩小与国外同类产品的差距，从最初的仿造到自行的设计制造，发展至今天的创新设计。舞台灯设计是一项系统性的工程，它涉及

7、到的是许多个灯具和控制器之间的通讯和数字配光技术。而且LED是一种新型的光源，拥有其自身特有的发光特性和环保节能的优点，因此使用一种适合于驱动并控制LED灯的新型的舞台控制系统成为了设计的关键。1.3本文的主要研究内容本论文分析了当前LED舞台灯控制系统的优劣点，提出了一种新型的基于DMX512协议的LED8色舞台灯控制系统设计方案，包括灯具电源供电、LED发光源驱动电路设计、DMX512通信协议的研究、以及舞台灯控制系统控制电路的设计。具体研究内容如下：（1）本系统设计了一款高效的LED舞台灯供电电源，

8、采用了LLC准谐振直流电[31][32]源的设计方案，它可以作为舞台灯具的市电入口电源，输出的直流电压可以给控制电路和LED驱动电路供电。限于篇幅，设计原理未在本文中详细介绍。（2）根据大功率LED光源的特性，设计了一种LED恒流驱动电路。[39]（3）深入研究了DMX512协议的通信机理，包括协议的数据格式、电气特性以及协议的实现方式，以及如何在处理器上通过协议与舞台灯控制台通信。（4）基于DMX512协议，设计了一款舞台灯