X25045在舞臺燈光換色器設計中的應用

摘要：燈光換色器舞臺上常用的燈光設備。本文詳細介紹一種采用AT89C2051單片機設計的新型換色器。首先，簡述換色器的工作原理及基使用的DMX512通信協議。然后，詳細介紹E2PROM芯片X25045的使用。最后，給出X25045的接口設計。

    關鍵詞：換色器 AT89C2051 DMX512協議 X25045

引言

舞臺燈光效果設計是舞臺場景設計的重要組成部分。目前國內使用的各種新型燈光設備，如換色器、調光器、電腦燈等大多是從國外進口，國內幾乎沒有生產。為此，我們應國內某舞臺燈不設備廠的要求設計了一種以AT89C2051單片機為控制器的新型舞臺燈光換色器HSQ-1A。該換色器可變換8種色彩，換色精度高，工作可靠。使用時，舞臺上所有的換色器和總控制臺根據RS-485協議連成總線網絡；總控制臺作為主機通過總線發布命令，控制所有換色器的工作。以下介紹換色器的工作原理及設計方案。

一、系統結構和工作原理

換色器由一個中空的框架、兩根卷軸以及各色透光薄膜組成。制作時，首先將不同顏色的透光膜連接成條幅，并在條幅的兩端安上卷軸。然后用卷軸將條幅卷起，以活動的方式把卷軸安裝在框架的兩側。使用時，把換色器放在白色光源前方，轉動兩根卷切換不同顏色的透光膜，從而產生不同顏色的燈光效果。這種不換光源只換透光膜的換色方案，與更換不同顏色光源的方案相比，雖然換色速度較慢，但成本低，可靠性高。因此，換色器在換色頻度低的場合中應用很廣。

在換色器的設計中，重點在于卷軸的驅動和定位機構的設計。過去，采用的交流電機和光電碼盤實現方式，運行噪聲大、定位精度差，在實際使用中效果不理想。現在，在新換色器中選用步進電機作為驅動和定位機構，徹底解決了以上問題。換色器工作時運行平穩、噪聲小、定位精度高，完全達到了設計要求。

    總控制臺與換色器之間的通信使用DMX512數據傳輸協議。DMX512協議是美國舞臺燈光協會（USITT）于1990年發布的一種燈光控制器與燈具設備進行數據傳輸的標準。這包括電氣特性、數據協議、數據格式等各方面的內容。

DMX512電氣特性與RS-485完全兼容，包括驅動器/接收器的選擇、線路負載和多站配置等方面的要求都是一致的。

DMX512數據協議規定使用250Kbps的波特率。在進行正常數據傳輸之前，發送1個復位信號，聲明數據傳輸的開始。隨后的第1幀數據稱為起始代碼，其中包含設備類型碼，以指明后續數據的接收設備的類型。最后，按設備編號的順序給每個設備發送1幀數據，依次為：1#設備數據幀、2#設備數據幀，直至最后一個設備。設備總數最多可達512個，數據幀間隔為高電平，最長不超過1s。

DMX512數據格式規定，1幀數據長度為11位。按傳送順序說明如下：

第1位——起始位，低電平（SPACE）；

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