1 概述
近幾年來，作為半導體" target="_blank">半導體照明領域的一部分，城市景觀照明及室內外裝飾照明的霓虹燈和部分傳統光源必將逐步被具有節能、環保、壽命長、可靠性高及可實現全彩變化的LED光源所取代。目前，在裝飾照明領域中用LED制作的各類燈具正被逐步推廣。
DMX燈光控制器是廣泛應用于LED燈光系統的控制設備，可以根據用戶的需要實現不同的顯示方案，實現令人眩目的色彩方案。本控制器采用DMX512協議進行通訊。
2 背景知識
本控制器采用DMX512協議進行通訊。下列知識必須具備：
1） DMX512協議，請參考文章《DMX512協議》。
2） PIC18單片機軟硬件開發技術。
3） PCB及電子電路設計技術。
4） C語言。
3 DMX燈光控制系統介紹
如圖1為一典型的DMX燈光控制系統，PC主機通過燈光控制系統進行顯示方案的設定并通過DMX控臺輸出給DMX控制系統。圖中綠色部分為本文介紹內容，系統中的其他節點將在其他文章中進行介紹說明。
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圖 1DMX燈光控制系統 |
4 硬件實現
系統硬件框圖如圖 2系統硬件框圖：
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圖 2系統硬件框圖 |
4 .1CPU模塊功能描述
CPU模塊是系統的主要部分，由CPU控制完成系統的全部功能，本系統采用PIC18F4431單片機作為控制器。外圍電路由10M晶振提供時鐘，同時作兼容設計，可由時鐘芯片MAX7381直接提供時鐘輸入。電路如圖 3外圍時鐘電路所示。
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圖 3外圍時鐘電路 |
4 .2 RGBW模塊
本模塊由CPU的PWM模塊控制，實現對LED RGB全彩燈的控制，以實現不同的色彩顯示方案。
本模塊電路結構簡單，對應的RGBW四路輸出分別接在了CPU的四個PWM輸出I/O管腳，由PWM模塊輸出相應的脈沖波形，以控制4個MOS管的打開和關斷，從而得到不同的色彩方案。
4 .3 按鍵模塊
用于用戶進行相關參數的設置，在當前版本中沒有使用到本功能。每個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 無線接收模塊
本模塊用于接收來自配套的無線遙控器的控制信號，以方便用戶進行相關參數的設定和測試。
本模塊使用了臺灣KEYMARK公司專用的無線收發套裝芯片，該模塊采用曼徹思特編碼。本系統中為接收芯片，該芯片接口簡單，只需要一個I/O即可實現信號的接收，并由軟件來完成信號的處理。
4 .5 RS-485模塊
RS-485接收模塊用于實現DMX512協議，DMX512協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用于實現RS-485接口與單片機的UART串口的電平轉換。接口電路如圖 4MAX487外圍電路。
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圖 4MAX487外圍電路 |
4 .6電源模塊
本系統控制不但要為控制器內部供電，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格的電源，48V，24V，12V等，并支持電壓檢測和過流檢測。電源模塊輸入為AC 220V/50-60HZ。模塊內部需提供5V和3V電源。5V使用HVLM2594轉換得到，3V使用AS1117由5V轉換得到，用于給無線模塊供電。
5 軟件實現
本系統采用PIC18單片機，編譯器為PICC18 8.35PL2,C語言編程。系統軟件框圖如圖 5系統軟件框圖。
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圖 5系統軟件框圖 |
其中：
1）無線接收模塊由外部中斷函數實現，實現曼徹斯特解碼。
2）電壓檢測由A/D轉換實現，用于檢測供電電壓，如果供電電壓過低或過高則進入相應保護。
3）DMX數據接收由串口中斷實現，由軟件實現DMX512協議，檢測到DMX512數據幀后，將數據放入緩存，并置相應標志位。
4）RGB輸出由定時中斷函數控制，定時時間到，置相應標志位，根據當前RGB緩存數據刷新RGB輸出。
6 綜述
DMX512燈光控制器目前在LED控制領域得到了已經了廣泛應用，技術相當成熟，可靠性高，基于本文開發的控制系統目前已經實現產品化，產品已經在市場得到廣泛應用。
隨著技術的發展，基于網絡和無線技術的DMX控制系統會逐步得到更廣泛的應用，但是由于帶寬和實時性等的限制，得到推廣仍需要時間，傳統的DMX控制器仍會得到大量應用。