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摘要：LED技术在舞台灯方面的应用使得舞台效果更加的多样化，同时也达到了节约能源的重要效果。就目前的我国的舞台灯行业来说，嵌入式的LED舞台灯控制系统的相关技术手段已经得到了广泛的应用，这不仅能够有效的提高舞台灯控制系统中相关硬软件的工作性能，还增加了LED舞台照明灯的实用性与可靠性，使得舞台灯领域的发展面临着更加光明的前景与未来。本文就对嵌入式LED舞台灯控制系统的设计方法进行探究。
关键词：嵌入式；舞台灯控制系统；设计方法
LED舞台灯之所以能够在各类舞台灯中脱颖而出，其中很重要的原因就是其具备很多的优势。首先是其能打造出更加精彩的舞台效果，并且具备良好的节约能源的能力，另外就是其使用年限较长。因为这些显著优势的存在，LED灯具自出现以来就受到了舞台灯行业的重视。随着时代的不断发展，传统的舞台灯显然已经无法再满足时代发展的需求，所以最终要被舞台灯市场所淘汰。
1.嵌入式LED舞台灯控制系统的优势分析
1.1具备更快的运行速度
传统的单片式舞台灯控制系统所使用的单片机只有8位的CPU，所以其在对相关的信息进行处理时，往往会因为其系统本身的限制，而导致信息的处理速度非常的慢。8位式的单片式舞台灯控制系统在现在的时代很难满足相关行业的需求。而嵌入式LED舞台灯控制系统采用的是32位的STM32F103芯片来进行相关的信息处理。该芯片的使用在很大程度上简化了系统的工作程序以及相关的电路设计，从而能够进一步的加大舞台灯控制系统的工作效率。
1.2具备更强的光控能力
嵌入式LED舞台灯控制系统主要使用的处理器为32位，其不仅具备较快的处理速度，而且还具备良好的工作稳定性，能够处理很多比较复杂的舞台环境。嵌入式LED舞台灯控制系统因为其自身的可靠性与稳定性而具备了良好的光控能力以及色彩表现能力。另外，在舞台灯控制系统中，嵌入式LED控制技术能够实现无极四色光源相近的连续调光，这一点是传统的八位单片式控制系统所没有办法实现的。
1.3具备良好的运动控制能力
传统的单片式舞台灯控制系统在信息处理方面的能力较弱，所以没有办法达到良好的运动控制效果。舞台效果的表达以及舞台气氛的营造都要求舞台灯控制系统能够展现良好的运动控制能力，但是很显然传统的单片式控制系统并没有办法满足需求。但是嵌入式LED舞台灯控制系统具备一定的先进性，其运行以及反应速度都非常的快，所以其可以很顺利的运行相关的舞台灯运动控制程序，从而能够打造出更加良好的舞台效果。
2.嵌入式LED舞台灯控制系统的设计
2.1整体控制设计
在传统的单片机舞台灯控制系统中，我们往往采用的都是三个八位单片机，但是这样的组合并没有办法保证整体系统的稳定性以及可靠性。另外，八位单片机舞台灯控制系统在信息处理方面的能力较弱，所以没有办法有效的控制好舞台灯的运动状态，从而导致舞台的效果达不到理想的状态。但是因为最新的嵌入式LED舞台灯控制系统主要使用的是具有更高处理能力的32位中央处理器，所以其工作效率得到了明显的提高，并且具备了更多的功能。在嵌入式LED舞台灯控制系统的设计过程中，人们将32位的中央处理器代替了原来的8位单片机，这不仅在很大程度上减少了相关系统软件的复杂性，还使得系统在运行的过程中更加的自然流畅。嵌入式LED舞台灯控制系统对STM32F103芯片的设计利用使得控制系统能够完成更多非常繁琐的控制动作，而且也增加了自身在完成某些任务时的驱动水平。在对舞台灯的亮度进行控制的过程中，嵌入式LED舞台灯控制系统具备一定的高效性，能够达到更好的控制要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，在嵌入式LED舞台灯控制系统中添加了更多的热敏电阻，目的就是为了能够更好的检测灯具的温度，确保灯具在工作过程中的安全性，避免因为温度过高而导致灯具被烧毁。不仅如此，嵌入式LED舞台灯系统的相关软件程序也实现了进一步的优化。将嵌入式LED舞台灯控制系统来跟传统的8位单片机舞台灯控制系统作比较我们就可以发现，更加先进的嵌入式LED舞台灯系统不再需要更长的通信时间以及系统初始化的时间，其相关的工作效率得到了非常明显的提高。
此外，人们为了进一步的提高嵌入式LED舞台灯控制系统的稳定性与可靠性，一般都会为其添加一定的防干扰的程序。嵌入式LED舞台灯线路结构一般都比较的复杂，所以电源在工作的过程中容易受到干扰。所以为了能使电源的工作过程更加的稳定，我们一般都会选择三级电源稳压的工作模式来达到稳定电压的目的，进一步的促进电源的工作效率。另外，开关材料的选取也决定着系统是否会受到干扰。一般我们为了能够减少系统会受到的电磁干扰，会选择铁磁材料来作为我们制作嵌入式舞台灯开关的材料。
2.2温度保护设计以及调光控制
在嵌入式LED舞台灯的控制系统中，其光源的分布比较的密集。但是我们为了能够保证系统的正常工作，一般都会将系统内光源的温度控制在合理的范围之内。而嵌入式LED舞台灯之所以能够对光源进行良好的温度管理，主要的原因就是因为其利用了STM32F103芯片。因为该芯片使得嵌入式LED舞台灯控制系统中的热敏电阻增加成了五个，这五个热敏电阻能够更加全面的对系统的光源温度进行检测，从而确保系统内部的光源温度是在合理的范围之内，避免因为局部温度过高，而导致灯具被烧毁。热敏电阻数目的增加使得系统光源的工作更加的稳定，同时也显示了系统对于温度的良好的控制能力。嵌入式LED舞台灯之所以能够拥有如此突出的温度控制能力，主要的原因就是其掌握了先进的温度控制原理。
32位的STM32F103芯片在嵌入式LED舞台灯控制系统中的应用使得系统的主频率更加的高，不断的提升着PWN的分辨率。嵌入式LED舞台灯控制系统具有非常良好的连续调光能力。传统的8位单片式舞台灯控制系统的驱动芯片往往不具备在过流过压条件下的自我保护能力，而且容易受到某些因素的影响，最终导致其所产生的错误操作较多。但是在嵌入式LED舞台灯系统中，其使用的是最新型的驱动芯片，该芯片在工作时具备较好的准确性，并且能够实现自身的保护功能。在嵌入式LED舞台灯系统中，其PWN调光控制机制主要是由恒流驱动电路以及CPU控制电路两方面组成，其中恒流驱动电路为灯具的稳定运行提供了良好的条件，使其具备了较高的工作效率。另外就是CPU控制电路主要是通过接收来自PWN的信号，来实现相关的调光控制工作。
2.3系统运动控制
嵌入式LED舞台灯控制系统主要是通过PWN来实现控制电流的目的，在这一过程中我们常常会使用64细分的方式，该方式是比较常见的一种细分方式。其工作的原理是通过减少电机转矩的波动，来进一步的改善电机运行噪音过大的问题。传统的舞台灯控制系统在进行像质量控制等工作时往往缺乏一定的创新性与可靠性，所以其步进电机往往比较的笨重。而在先进的嵌入式LED舞台灯控制系统中，我们使用的是S型加减速控制步进电机，该电机使得相关的工作得到了进一步的优化。
3结束语
综上所述，我们目前所使用的嵌入式LED舞台灯控制系统相对于传统的8位单片机舞台灯控制系统来说，其具备很多的优势。比如说，其在节能减排，对光的控制能力以及对舞台灯运动控制能力方面都具有更强的能力。这主要是因为我们在对嵌入式LED舞台灯控制系统进行设计时，运用了更加良好的设计手段以及更加先进的科学技术，而在科技创新方面我们还需要更加的努力，不断的对其控制系统进行进一步的完善，从而促进我国舞台灯控制系统行业的进一步发展。
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论文作者:黄新研,张锦杰
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/20
标签：舞台论文; 控制系统论文; 嵌入式论文; 系统论文; 能力论文; 调光论文; 工作论文; 《防护工程》2019年10期论文;