1 概述

　　隨著人們生活質(zhì)量的提高，燈具已不單純是室內(nèi)的基本照明工具，而且是建筑裝飾的一種實(shí)用藝術(shù)品，當(dāng)家里有各式各樣的燈具之后，將它們精心地搭配在一起，達(dá)到適合的氣氛效果是高品質(zhì)生活的需要，目前燈光的控制主要還是手動(dòng)形式，逐個(gè)控制所有的燈具，這樣不僅麻煩而且效率低下，也不符合現(xiàn)代舒適生活的標(biāo)準(zhǔn)。我公司生產(chǎn)出CW200（A）中央控制器是一個(gè)可以便捷地控制燈光、同時(shí)還提供場(chǎng)景組合等功能的智能化燈光系統(tǒng)不僅具有實(shí)用價(jià)值，而且還具有廣闊的市場(chǎng)前景。適用于的酒吧，KTV,商務(wù)會(huì)所等?？梢詫?jī)?nèi)各路燈光，排風(fēng)，中央空調(diào)集中控制。外觀華美典雅的控制面將使場(chǎng)所更顯地富麗豪華。

　　DMX燈光控制器是廣泛應(yīng)用于LED燈光系統(tǒng)的控制設(shè)備，可以根據(jù)用戶的需要實(shí)現(xiàn)不同的顯示方案，實(shí)現(xiàn)令人眩目的色彩方案。本控制器采用DMX512協(xié)議進(jìn)行通訊。

　　2 背景知識(shí)

　　DMX512是圍繞工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EIA485接口設(shè)計(jì)的。EIA485屬于接口、電壓、電流等的"電"端。系統(tǒng)是基于沿著屏蔽導(dǎo)體雙絞線的向下對(duì)稱發(fā)送而建立的。這種纏繞結(jié)構(gòu)確保所產(chǎn)生的干擾會(huì)同樣地作用于兩個(gè)信號(hào)，因此保證了一致的數(shù)字定相。所用的導(dǎo)線應(yīng)該是由一條或兩條雙絞線、箔片和編織篩所構(gòu)成的合適的數(shù)據(jù)導(dǎo)線。對(duì)稱音頻導(dǎo)線則不能完成這個(gè)工作。通常地，就如任何網(wǎng)段一樣，導(dǎo)線兩頭應(yīng)該有兩個(gè)終端。燈光控制臺(tái)通常在一頭作為終端，而另一頭應(yīng)該只有一個(gè)120Ω的電阻。EIA485規(guī)范只支持"雛菊鏈"或每段上多以32個(gè)"單元負(fù)載"所構(gòu)成的串行網(wǎng)絡(luò)。制造商聲稱每段可以長(zhǎng)達(dá)1000m.但是，要特別指出的是，中繼器的作用應(yīng)該考慮到700m或800m左右，這樣可以防止環(huán)境的異常。

　　本控制器采用DMX512協(xié)議進(jìn)行通訊。下列知識(shí)必須具備：

　　1） DMX512協(xié)議，請(qǐng)參考文章《DMX512協(xié)議》。

　　2） PIC18單片機(jī)軟硬件開發(fā)技術(shù)。

　　3） PCB及電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　4） C語(yǔ)言。

　　3 DMX燈光控制系統(tǒng)介紹

　　如圖1為一典型的DMX燈光控制系統(tǒng)，PC主機(jī)通過燈光控制系統(tǒng)進(jìn)行顯示方案的設(shè)定并通過DMX控臺(tái)輸出給DMX控制系統(tǒng)。圖中綠色部分為本文介紹內(nèi)容，系統(tǒng)中的其他節(jié)點(diǎn)將在其他文章中進(jìn)行介紹說明。 

　　4 硬件實(shí)現(xiàn)
　　系統(tǒng)硬件框圖如圖 2系統(tǒng)硬件框圖：

　　4 .1CPU模塊功能描述

　　CPU模塊是系統(tǒng)的主要部分，由CPU控制完成系統(tǒng)的全部功能，本系統(tǒng)采用PIC18F4431單片機(jī)作為控制器。外圍電路由10M晶振提供時(shí)鐘，同時(shí)作兼容設(shè)計(jì)，可由時(shí)鐘芯片MAX7381直接提供時(shí)鐘輸入。電路如圖 3外圍時(shí)鐘電路所示。

　　4 .2 RGBW模塊

　　本模塊由CPU的PWM模塊控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED RGB全彩燈的控制，以實(shí)現(xiàn)不同的色彩顯示方案。

　　本模塊電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)應(yīng)的RGBW四路輸出分別接在了CPU的四個(gè)PWM輸出I/O管腳，由PWM模塊輸出相應(yīng)的脈沖波形，以控制4個(gè)MOS管的打開和關(guān)斷，從而得到不同的色彩方案。

　　4 .3 按鍵模塊

　　用于用戶進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，在當(dāng)前版本中沒有使用到本功能。每個(gè)按鍵通過上拉電阻上拉后直接接到CPU的I/O管腳即可。

　　4 .4 無(wú)線接收模塊

　　本模塊用于接收來(lái)自配套的無(wú)線遙控器的控制信號(hào)，以方便用戶進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)定和測(cè)試。

　　本模塊使用了臺(tái)灣KEYMARK公司專用的無(wú)線收發(fā)套裝芯片，該模塊采用曼徹思特編碼。本系統(tǒng)中為接收芯片，該芯片接口簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)I/O即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收，并由軟件來(lái)完成信號(hào)的處理。

　　4 .5 RS-485模塊

　　RS-485接收模塊用于實(shí)現(xiàn)DMX512協(xié)議，DMX512協(xié)議使用的物理層接口即為RS-485接口。

　　本模塊使用了通用485接口芯片MAX487用于實(shí)現(xiàn)RS-485接口與單片機(jī)的UART串口的電平轉(zhuǎn)換。接口電路如圖 4MAX487外圍電路。

　　4 .6電源模塊

　　本系統(tǒng)控制不但要為控制器內(nèi)部供電，還要為外部RGB燈條供電，因此必須使用大功率電源，電源電壓可支持多種規(guī)格的電源，48V，24V，12V等，并支持電壓檢測(cè)和過流檢測(cè)。電源模塊輸入為AC 220V/50-60HZ。模塊內(nèi)部需提供5V和3V電源。5V使用HVLM2594轉(zhuǎn)換得到，3V使用AS1117由5V轉(zhuǎn)換得到，用于給無(wú)線模塊供電。
　　5 軟件實(shí)現(xiàn)
　　本系統(tǒng)采用PIC18單片機(jī)，編譯器為PICC18 8.35PL2,C語(yǔ)言編程。系統(tǒng)軟件框圖如圖 5系統(tǒng)軟件框圖。

　　其中：
　　1）無(wú)線接收模塊由外部中斷函數(shù)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)曼徹斯特解碼。
　　2）電壓檢測(cè)由A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，用于檢測(cè)供電電壓，如果供電電壓過低或過高則進(jìn)入相應(yīng)保護(hù)。
　　3）DMX數(shù)據(jù)接收由串口中斷實(shí)現(xiàn)，由軟件實(shí)現(xiàn)DMX512協(xié)議，檢測(cè)到DMX512數(shù)據(jù)幀后，將數(shù)據(jù)放入緩存，并置相應(yīng)標(biāo)志位。
　　4）RGB輸出由定時(shí)中斷函數(shù)控制，定時(shí)時(shí)間到，置相應(yīng)標(biāo)志位，根據(jù)當(dāng)前RGB緩存數(shù)據(jù)刷新RGB輸出。
　　6 綜述
　　DMX512燈光控制器目前在LED控制領(lǐng)域得到了已經(jīng)了廣泛應(yīng)用，技術(shù)相當(dāng)成熟，可靠性高，基于本文開發(fā)的控制系統(tǒng)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。
　　隨著技術(shù)的發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線技術(shù)的DMX控制系統(tǒng)會(huì)逐步得到更廣泛的應(yīng)用，但是由于帶寬和實(shí)時(shí)性等的限制，得到推廣仍需要時(shí)間，傳統(tǒng)的DMX控制器仍會(huì)得到大量應(yīng)用。