毕业设计论文--演播厅舞台灯光控制系统论述.docVIP

绪论 论题的目的及意义 演播厅舞台灯光控制系统广泛的应用于演播厅，剧场，体育馆，歌舞厅等场所。随着经济的发展，各类节目在演播厅的制作数量陆续增加，制作规模不断扩大，灯具的投入，给节目带来精彩、刺激的效果，给荧屏送去绚烂、感慨的情调。许多旧式控制台并不能兼顾太多控制，而且逻辑功能较慢，操作起来需要多个步骤才可完成，导致工作效率减低，另外亦由于需同时使用多部控制台，占据了大量的活动空间，十分不便。 图1.1 控制台示意图 演播厅舞台灯光控制系统控制台如图1.1所示。 演播厅舞台灯光控制系统控制台的基本功能特点如下： 能实现100个以上机械灯的上升、下降、左旋、右旋、上旋、下旋、聚焦、散焦八个动作 所选中机械灯号数码显示 要求动作进行时LED灯指示 能与可编程控制器有效连接 此控制系统采用单+5V电源供电，内部电路所需脉冲不需要单独脉冲产生装置，在选择机械灯同时直接产生动作脉冲，可有效防止误动作产生，可靠性强。与PLC的连接采用了光电耦合器作为接口电路，提高了系统的可靠性。 1.2 演播厅舞台灯光控制系统控制台的设计原理 控制系统的框图如图1.2所示。 图1.2 系统原理框图 当我们需要某机械灯动作时，首先通过键盘输入信号，信号经编码器进行编码。由于输入的数字为0～ 图2.1 键盘示意图 2.2 编码器的设计 2.2.1 编码器 编码器是在数字电路中用二进制代码表示某一信息的逻辑电路。按码制区分，编码器可有二进制编码器、二～CD40147的封装形式及外引线排列与功能如图2—3所示 （用SJ1100—76A型—16线和C型—16线。） 外引线排列： 功能图 图2—2 CD40147封装形式及外引线排列与功能图 CD40147集成电路的特性如下： （1）10线—4线BCD编码 （2）输入、输出低电平有效。 （3）标准对称输出特性 （4）所有输入、输出、电源端均有保护网络 （5）在全温范围内噪声容限：VDD=5V时，1V； CD40147的真值表如表2—1所示 表2—1 CD40147真值表：（负逻辑） 输 入 输 出 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A 0 1 × × × × × × × × × 0 0 1 × × × × × × × × 0 0 0 1 × × × × × × × 0 0 0 0 1 × × × × × × 0 0 0 0 0 1 × × × × × 0 0 0 0 0 0 1 × × × × 0 0 0 0 0 0 0 1 × × × 0 0 0 0 0 0 0 0 1 × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 由真值表我们可以看出：CD40147有10个输入端，4个输出端。当10个输入端都为高电平时，4个输出端都为低电平。（40147为负逻辑）。当输入0，即引脚15为低电平时，输出均为高电平。在其他情况时，4个输出引脚便会出现高低不同的电平，从而实现了十个输入信号的编码。 2.2.2 反相器 在我们日常使用的集成电路中，我们大部分使用正逻辑电路，即二进制数“1” 代表高电平，“0”代表低电平。而我们用到的CD40147 10线—4线优先编码器为负逻辑。为了人们习惯上的认识，我们在编码器输出端都加上了一个非门，使其反相为正逻辑。考虑到我们还要利用非门提供信号脉冲，我们使用了CC4069六反相器。 CC4069反相器的特性如下： （1）VDD=10V时，传输延迟时间tPHL、tPLHVDD=5V时，1V； CC4069封装形式及外引线排列如图（采用SJ1100—76A型—14线和C型—14线。） 图2—3 CC4069封装形式及外引线排列图 1）.4069电路的组成 图2—4 CMOS 反相器 图2—5 MOS管等效电路 图2—4是CMOS六反相器CC4069的内部1/6单元电路。可以看出它是由一个NMOS管和一个PMOS管组成的。我们已经知道，NMOS管在栅极和源极之间加正电压时，NMOS管的漏极和源极之间相当于开关闭合；而PMOS管在栅极和源极之间加负电压时，PMOSMOS管互补，PMOS管的源极接正的Vdd，NMOSCMOS反相器。图中的二极管是保护电路，对正常的MOS管不起作用。 2）.工作原理 根据MOS管的开关特性可以画出等效电路如图2—5所示。当A=0时，对PMOS管来说，是在栅极和源极之间加了一个负电压，所以PMOS管的源极和漏极之间相当于开关闭合，对NMOS管来说，栅极和