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    舞臺探照燈的硬件系統設計

    發布時間:2019/01/08 作者:admin   [返回列表]
    舞臺上,有時為了營造某種特殊效果,需要關閉除探照燈以外的所有現場燈。監獄探照燈必須照在演員身上。由于探照燈高高懸掛在天花板上,當演員移動時,依靠人工來完成探
    照燈方向調節非常不方便,而通過遙控調節則很方便,有時演員的位置又是固定的,這可能需要多臺探照燈透視照射一個固定位置(例如舞臺的中央)。如果探照燈能夠將這些位
    置以及燈的亮度預存到某個頻道,需要時再直接調則會方便很多。
    硬件系統設計
      1、總體結構
      該系統共包括5個模塊:CPU模塊、電源模塊、電機模塊、燈控模塊和通信模塊。其中,通信模塊又包括紅外通信模塊、激光通信模塊和指示燈顯示模塊,總體硬件原理框圖如
    圖1所示。
      紅外接收模組接收紅外信號后送入CPU進行分析,以確定命令的性質,遙控器發送的激光信號由光電池接收,經放大后送入CPU。由光電繼續器、電機驅動及電機組成的閉環電
    路用來控制電機的位置,以控制探照燈的照射點,在電源模塊中產生一個2倍工頻的信號,該信號連接到CPU的中斷腳,中斷程序通過可控硅控制燈的亮度,EEPROM用來存儲頻道、
    探照燈位置和亮度,指示燈用來顯示探照燈當前的狀態。
      2、CPU模塊
      處于成本的考慮,該系統的各個子功能模塊須盡量減少硬件,并盡可能用軟件代替硬件,所以該系統的紅外通信模塊、激光通信模塊的解調都完全由軟件實現,這就使得CPU中
    無需這些專用模塊,從而降低了成本,電機的驅動也沒有采用專用的驅動芯片,而是由通用I/O接口通過三極管來驅動電機轉動。
      由于節省了許多專用模塊,因此必然會增加對CPU通用I/O的需要,這就要求CPU中要有足夠的通用I/O接口,此外,系統還必須能穩定可靠地工作,并具有較強的抗干擾能力。
      基于以上原因,本方案選擇了Holtek公司的低價位I/O型單片機HT48R50A-1,這是一款基于RISC結構、低功率、安全靜態CMOS設計的高性能8位單片機,該單片機的工作電壓在
    8MHz時為3.3V-5.5V,4MHz時為2.2V-5.5V,它的功率損耗低,在5V/4MHz條件下的典型值為2mA,不使用看門狗定時器和RTC時,3V下靜態電流小于1μA,此外,它還具有工業級的工
    作溫度(-40℃-85℃)。
      HT48R59A-1器件的其他特性還包括:具有4096×14位程序存儲器ROM、160×8位數據存儲器RAM、6級堆棧;具有表格讀取功能,支持直接和間接兩種尋址模式;共有63條功能強
    大的指令。支持位操作,大多數指令
      執行時間只需要一個指令周期;
      片內有32個具有上拉功能的雙向輸入輸出接口,PA接口具有喚醒功能;有一個外部中斷輸入和事件計數輸入。蜂鳴器驅動并支持PFD;內置晶體及電阻電容振蕩電路,擁有看門
    狗定時器;具有預分頻器及中斷功能的定時器;CPU在沒有任務時可以進入暫停模式以降低功耗,且具有低電位復位(LVR)特性。
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