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摘要：STM32是一种32位微控制器，在灯光控制系统中发挥了重要的作用，通过以STM32芯片内核为载体，采用多种传感器信号进行STM32终端控制，可以达到理想的舞台灯光控制效果，因此，研究基于STM32的舞台灯光控制系统设计十分重要，能够实现舞台灯光控制系统的智能化。本文从系统软件，硬件电路，工作方式以及整体设计等方面着手进行舞台灯光控制系统设计研究，可以对功能进行分析，达到预期效果。
关键词：STM32；舞台；灯光控制；系统设计
前言
娱乐业发展迅速，娱乐业的舞台灯光控制工作十分重要，随着娱乐业的快速发展，电能损失呈现增大趋势，因此，实现舞台灯光控制的智能化，节约资源尤为重要。通过做好舞台灯光控制系统设计，做好硬件电路设计与系统软件设计，注重舞台电脑灯的内部设计，可以确保设计质量，达到理想的舞台灯光控制效果。
1.系统的工作方式
系统工作方式主要分为两种，第一种，自动控制，自动控制系统包括红外传感器，时钟模块，光敏传感器等，通过红外传感器可以感应舞台中是否有人，而光敏传感器可以感应光照强度，通过光照强度以及精心设置，可以进行有效的调节，在此基础上，利用时钟模块明确舞台灯光的出现时间，准确提供分、时、钟、日、月等信息，在自动控制模式下满足以下条件才会开启[1]。例如，在舞台上有人的时候，在舞台上光照不充足的时候，在舞台有演出，有表演的时候。第二，手动控制，顾名思义，手动控制就是利用人工进行操作界面控制，利用人工在pc上控制，如，在舞台上设置灯光开关，对舞台各个部分进行统一开关控制。除此之外，还可以通过串口转无线模块操作的方式将指令传输给无线终端。
2.硬件电路设计
硬件电路设计是基于STM32芯片内核灯光设计的关键设计，主要由以下几方面组成，第一，微处理器，一般情况下，微处理器袁勇STM32内核为32位的增强型未处理器，将STM32作为控制核心，可以丰富片上资源，简化系统硬件，降低设计成本，因而，确保微处理器恰当合理，是硬件电路设计的关键[2]。第二，控制终端的电路设计。控制终端的原理如下，光敏传感器，时钟模块以及热释红外传感器都受到STM32系统的控制，也作用于STM32系统，以STM32系统为核心，无线通信模块也作用于于STM32系统，简而言之，STM32系统是一个控制中心，依靠传感器与通信模块，时钟模块进行信息获取，在对继电器电路，照明设备发送指令，从而达到控制终端电路的目的。在终端控制过程中，主要包括以下几个模块，第一，电源转化模块，电源转化模块主要由三部分组成，第一部分是220v的电压下的照明供电，舞台多设置于城市中央，使用的电压多为市压，因此，需要是220v电压，确保终端设置供电的稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二部分，3.3v电源部分，通过模块进行电源转换，在此基础上再加入滤波电路，十分重要，不仅可以解决电压不平稳，漏电，过热，无法正常工作等问题，还可以确保设备的正常运行，以免出现问题，影响电源功能，影响舞台灯光控制效果。第三部分，5v电源，由于开关电源的尺寸小于稳压电路，输出效果较好，输出功率可以满足相关需求，因此，利用5v电源进行开关电源模块供电十分重要。第三，时钟电路，时钟电路的核心是有充电实力的时钟芯片，该芯片会进行分、秒的技术，还具备闰年补偿功能，一般情况下工作电压为2.5v~5v。第四，继电器控制电路，继电器控制电路是一种电控制器件，在输入量的变化达到规定要求时，电气输出会发生一些变化，一旦变化超出一定范围，就会对设备造成一定影响。通过继电器可以实现弱电控制强电，确保设备的正常运行。第五，光电传感器是将光转化为电能的传感器，其中的光敏电阻，不仅能够将光信号转化为电信号，还可以开通放大功能，在光达不到阈值的情况下利用端口输出高电平，在光超过阈值的情况下利用端口输出低电平。
3.系统软件设计
系统软件设计主要包括三方面内容，第一，光照强度与电压值的转换，在系统软件设计过程中，需要注重光照强度与电压值的转换，通过转换电压值与光照强度，可以采集多个光敏传感器样本，为舞台灯光控制创造有利的条件，达到理想的控制效果。第二，舞台终端程序设计，舞台终端的控制程序主要包括主程序，外部终端两大部分，其中主程序负责光照、时间等数据的传输与读取，而外部终端直接关系到指令的操作，因此，做好舞台终端程序设计十分重要，是控制舞台灯光效果的关键[3]。第三，pc上位机控制终端的程序设计，上位机终端的程序设计主要包括数据的接受与发送内容，其中发送数据主要通过串口转无线模块输送，利用手动模式进行开关灯操作，确保舞台灯光控制工作的顺利开展。除此之外，接受数据部分采集发送的数据，将其数字化，可以利用直观的方式对环境光进行反馈，简化操作，确保舞台灯光控制效果较好。
4.舞台电脑灯内部系统
4.1电脑灯光学系统
舞台电脑灯是一种专业的舞台灯光系统，在舞台中发挥着重要的作用。舞台电脑灯主要分为以下几大类，第一，扫描式电脑灯，扫描式电脑灯又称为镜片反射式电脑灯，最大的特点就是在外侧设置了一个平面镜，通过x轴与y轴的调控，才能完成水平运动，灯光效果较好，可以准确定位，具有显著的优势，但是会受到扫描的限制，灯光会发生衰减。第二，摇头式电脑灯，摇头式电脑灯常见于酒吧、舞厅等场所，在舞台中也较为常见，不仅效果变化多，功能也比较强大，在舞台中发挥了重要的作用，可以呈现出较好的舞台效果。
4.2电脑灯电气特性
在全球范围内，电脑灯主要采用稀有气体为光源，因而，研究舞台电脑灯系统的电气特性十分重要，通过研究，可以了解电脑灯特性，方便操作，确保舞台灯光控制效果。电脑灯电气特性主要体现在以下几个方面，第一，电脑灯泡的稳定性主要是由电路类型，供电电源等元件决定的，在气体放电启动后，在短时间内，就能趋于稳定，在整个交流周期，灯泡的电压与电路都会维持在一个合理的范围内。第二，启动电压高的稀有气体灯泡，需要注重光源的稳定性，采用半共振电路与变压器瞬间提高启动电压，确保设备的正常工作，有效控制舞台灯管系统。由此可见，注重电脑灯电气特性，可以提高电流的稳定性，方便电流输出，可以进行有效的控制，在舞台灯光控制中发挥了重要的作用。
4.3电脑灯机械控制系统
舞台灯光控制系统关系到舞台效果，做好控制工作十分必要，因此，需要按照舞台灯光的控制原理，对舞台灯光的机械系统进行控制。电脑灯机械控制系统主要体现在以下几个方面，第一，需要确保电脑灯机械控制系统的各个模块可以互相配合，将光源、关闸等与频闪相混合，有效进行舞台灯光控制，有效进行程序设计，达到理想的控制效果。第二，了解应用特征与工作原理，在此基础上进行电脑灯机械控制，做好微控制工作，确保舞台灯光控制效果。
结语
舞台灯光控制系统实现了灯光的智能化，在微控制器上控制舞台灯光，进行舞台灯光设计，可以达到理想的设计效果，还能够节约资源，实现电力资源的优化配置，并呈现出优美的舞台效果，帮助舞台作品更完美的呈现。总而言之，进行舞台灯光设计十分必要，是提高舞台呈现效果，给予观众良好感受得基本条件。
参考文献
[1]卓树峰.基于STM32的舞台灯光控制系统设计[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2016,(06):5-9.
[2]吴勇,王友仁,王强,储剑波.基于STM32的无刷直流电机正弦波驱动控制系统设计[J].微电机,2015,(09):39-42.
论文作者:许俊生,郑继杰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：舞台灯光论文; 舞台论文; 终端论文; 效果论文; 电脑论文; 系统论文; 控制系统论文; 《防护工程》2017年第15期论文;