一种基于嵌入式ARM系统的舞台灯光控制台

摘要

本发明涉及一种基于嵌入式ARM系统的舞台灯光控制台。本发明以嵌入式ARM系统为控制核心，通过DMX512协议同时控制多台电脑灯实现各种舞台灯光效果，可对电脑灯进行效果控制如画圆、走八字、彩虹等多种效果参数（速度、大小、展开偏移量、方向）均可独立设置，可叠加输出，灯光输出可选音乐同步、自动速度控制、智能手动节拍控制。且提供VGA接口，可连接彩色CRT液晶显示器进行显示。

权利要求

1.一种基于嵌入式ARM系统的舞台灯光控制台，包括供电电源电路、多路DMX512通信电

路、音频输入输出电路、显示VGA输出电路、处理器电路、5路按键采集电路；供电电源电路分别与多路DMX512通信电路、音频输入输出电路、显示VGA输出电路、处理器电路、5路按键采集电路电源连接，5路按键采集电路、多路DMX512通信电路、音频输入输出电路、显示VGA输出电路都与处理器电路信号连接，其特征在于：供电电源电路包括变压器T1，一级电源转换芯片U1，二级电源转换芯片U2，电感L1，电

阻R1，发光二极管LED0，二极管D5和D6，整流二极管D1、D2、D3、D4，四个电解电容C2、C3、C5和C7，三个瓷片电容C1、C4和C6；变压器T1的第1引脚接输入220V正极；变压器T1的第2引脚接输入地AGND；变压器T1的第3引脚接整流二极管D3的阴极和整流二极管D4的阳极，整流二极管D3的阳极接地GND，整流二极管D4的阴极与整流二极管D2的阴极相连，作为12V电压输出端；变压器T1的第4引脚接整流二极管的D1的阴极和整流二极管D2的阳极，整流二极管D1的阳极接地GND；一级电源转换芯片U1的第1引脚接二极管D5的阴极，二极管D5的阳极接供电电源电路中的12V电压输出端；一级电源转换芯片U1的第1引脚接电解电容C2的正极和瓷片电容C1的一端，电解电容C2的负极和瓷片电容C1的另一端接地GND；一级电源转换芯片U1的第2引脚和3引脚接地GND；一级电源转换芯片U1的第4引脚接二极管D6的阴极和电感L1的一端，二极管D6的阳极接地GND，电感L1的另一端接电解电容C3的正极和一级电源转换芯片U1的第5引脚，电解电容C3的负极接地GND，一级电源转换芯片U1的第5引脚为5V电压输出端；

二级电源转换芯片U2的第1引脚与电源模块电路中的5V电压输出端、电解电容C5的正极和瓷片电容C4的一端，电解电容C5的负极和瓷片电容C4的另一端接地GND；二级电源转换芯片U2的第2引脚接地GND，第3引脚接电解电容C7的正极、瓷片电容C6的一端和电阻R1的一端，电解电容C7的负极和瓷片电容C6的另一端接地GND，电阻R1的另一端接发光二极管LED0的阳极，发光二极管LED0的阴极接地GND；二级电源转换芯片U2的第3引脚输出为3.3V，作为供电电源电路3.3V电压输出端；

多路DMX512通信电路包括光电耦合器U3，EIA485电平控制芯片U4，电源隔离芯片U5，

DMX512分流芯片U6，接插件J1，电阻R2、R3、R4、R5、R6，电解电容C8，陶瓷电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16，晶振Y1，二极管D7、D8；电源隔离芯片U5的第1引脚接GND，第2引脚接

5V，第3引脚分别接电解电容C8负极、电阻R2的一端、瓷片电容C9的一端，作为经隔离芯片后的地GND1；电阻R2的另一端接瓷片电容C9的另一端和电解电容C8的正极；电源隔离芯片U5的第4引脚接电解电容C8正极，作为经电源隔离芯片后的电压输出VCC1；光电耦合器U3的第

1引脚、第4引脚悬空；光电耦合器U3的第2引脚接电源模块电路中的5V电压输出端，第3引脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接DMX TXD1；光电耦合器U3的第5引脚接GND1，第6引脚接电阻R4的一端和EIA485电平控制芯片U4的第4引脚，电阻R4的另一端接VCC1；光电耦合器U3的第7引脚、第8引脚接VCC1；EIA485电平控制芯片U4的第1引脚悬空，第2和3引脚接VCC1，第

5引脚接GND1，第6引脚接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接二极管D7的阴极和接插接J1的第1引脚，二极管D7的阳极接地GND1；EIA485电平控制芯片U4的第7引脚接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接二极管D8的阴极和接插接J1的第2引脚，二极管D8的阳极接地GND1；接插件J1的第3引脚接地GND1；EIA485电平控制芯片U4的第8引脚接VCC1；DMX512分流芯片U6的第

1、32、48、64、19、13引脚接3.3V电压，瓷片电容C10、C11、C12、C13、C14的一端接3.3V电压，瓷片电容C10、C11、C12、C13、C14的另一端接地GND；DMX512分流芯片U6的第5引脚接晶振Y1的一端和瓷片电容C15的一端，瓷片电容C15的另一端接地GND；晶振Y1的另一端接DMX512分流芯片U6的第6引脚和瓷片电容C16的一端，瓷片电容C16的另一端接地GND；DMX512分流芯片U6的第31、47、63、18、12引脚接地GND；DMX512分流芯片U6的第42引脚接TXD1，TXD1接DMX1；

DMX512分流芯片U6的第16引脚接TXD2，TXD2接DMX2，DMX2内部接线与DMX1相同；DMX512分流芯片U6的第29引脚接TXD3，TXD3接DMX3，DMX3内部接线与DMX1相同；DMX512分流芯片U6的第

51引脚接TXD4，TXD4接DMX4，DMX4内部接线与DMX1相同；DMX512分流芯片U6的第54引脚接处理核心板U11的第69引脚；

音频输入输出电路包括光耦隔离芯片U7，电压反向芯片U8，光耦隔离芯片U9，接插件

J2，电阻R7、R8、R9、R10、R11，二极管D9、D10、D11、D12、D13，电容C17；接插件J2的第2引脚接

5V；接插件J2的第3引脚接地GND；接插件J2的第5引脚接二极管D11的阴极，二极管D11的阳极接二极管D10的阴极和光耦隔离芯片U7的第3引脚，接插件J2的第4引脚接二极管D9的阴极，二极管D9的阳极接二极管D10的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接光耦隔离芯片U7的第2引脚；光耦隔离芯片U7的第5引脚接地GND；光耦隔离芯片U7的第6引脚接电阻R8的一端和处理核心板U11的第72引脚，电阻R8的另一端接3.3V；光耦隔离芯片U7的第7引脚、第

8引脚接3.3V；接插件J2的第1引脚接二极管D13的阴极，二极管D13的阳极接电压反向芯片U8的第4引脚；电压反向芯片U8的第13、14、9、11、5引脚接5V；电压反向芯片U8的第7引脚接二极管D12的阴极、电容C17的一端、光耦隔离芯片U9的第5引脚，电容C17的另一端接5V，二极管D12的阳极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电压反向芯片U8的第2引脚、第3引脚；电压反向芯片U8的第1引脚接电阻R9的一端和光耦隔离芯片U9的第6引脚，电阻R9的另一端接5V；光耦隔离芯片U9的第7引脚、第8引脚接5V；光耦隔离芯片U9的第3引脚接处理核心板U11的第73引脚，光耦隔离芯片U9的第2引脚接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接

3.3V；

显示VGA输出电路包括视频D/A转换芯片U10，VGA接头J3，二极管D14，电感Ｌ2、L3，电阻R12、R13、R14、R15、R16，瓷片电容C18、C19、C20、C21、C22；视频D/A转换芯片U10的第13、24、

25、37引脚悬空；视频D/A转换芯片U10的第1、14、15、27、28、38、39、48引脚相连后接电阻 R12、R13、R14的一端、瓷片电容C19、C20、C21的一端、电感L3的一端和二极管D14的正极，电感L3的另一端连接地GND；瓷片电容C19、C20、C21的另一端接视频D/A转换芯片U10的第31引脚、瓷片电容C22的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端接5V；瓷片电容C22的另一端接视频D/A转换芯片U10的第35引脚和二极管D14的负极；电阻R12的另一端接视频D/A转换芯片U10的第32引脚和VGA接头J3的第2引脚，电阻R13的另一端接视频D/A转换芯片U10的第33引脚和VGA接头J3的第1引脚，电阻R14的另一端接视频D/A转换芯片U10的第29引脚和VGA接头J3的第3引脚；VGA接头J3的第5、6、7、8、10引脚接地GND；VGA接头J3的第13引脚接处理核心板U11的第24引脚，第14引脚接处理核心板U11的第23引脚；视频D/A转换芯片U10的第12引脚、第30引脚接第31引脚和瓷片电容C18的一端，瓷片电容C18的另一端接视频D/A转换芯片U10的第34引脚；视频D/A转换芯片U10的第36引脚连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地GND；视频D/A转换芯片U10的第40引脚接处理核心板U11的第149引脚；视频D/A转换芯片U10的第41引脚接处理核心板U11的第150引脚；视频D/A转换芯片U10的第42引脚接处理核心板U11的第8引脚；视频D/A转换芯片U10的第43引脚接处理核心板U11的第7引脚；视频D/A转换芯片U10的第44引脚接处理核心板U11的第6引脚；视频D/A转换芯片U10的第45引脚接处理核心板U11的第5引脚；视频D/A转换芯片U10的第46引脚接处理核心板U11的第4引脚；

视频D/A转换芯片U10的第47引脚接处理器芯片IC0的第3引脚；视频D/A转换芯片U10的第2引脚接处理核心板U11的第147引脚；视频D/A转换芯片U10的第3引脚接处理核心板U11的第

148引脚；视频D/A转换芯片U10的第4引脚接处理核心板U11的第14引脚；视频D/A转换芯片U10的第5引脚接处理核心板U11的第13引脚；视频D/A转换芯片U10的第6引脚接处理核心板U11的第12引脚；视频D/A转换芯片U10的第7引脚接处理核心板U11的第11引脚；视频D/A转换芯片U10的第8引脚接处理核心板U11的第10引脚；视频D/A转换芯片U10的第9引脚接处理核心板U11的第9引脚；视频D/A转换芯片U10的第16引脚接处理核心板U11的第145引脚；视频D/A转换芯片U10的第17引脚接处理核心板U11的第146引脚；视频D/A转换芯片U10的第18引脚接处理核心板U11的第20引脚；视频D/A转换芯片U10的第19引脚接处理核心板U11的第

19引脚；视频D/A转换芯片U10的第20引脚接处理核心板U11的第18引脚；视频D/A转换芯片U10的第21引脚接处理核心板U11的第17引脚；视频D/A转换芯片U10的第22引脚接处理核心板U11的第16引脚；视频D/A转换芯片U10的第23引脚接处理核心板U11的第15引脚；视频D/A转换芯片U10的第26引脚接处理核心板U11的第25引脚；视频D/A转换芯片U10的第11引脚接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接5V；视频D/A转换芯片U10的第10引脚接处理核心板U11的第21引脚；

处理器电路包括一个处理核心板U11，二个按键S1、S2，一个电阻R17；处理核心板U11的第1引脚接5V；处理核心板U11的第2引脚连接地GND；处理核心板U11的第3引脚连接视频D/A转换芯片U10的第47引脚；处理核心板U11的第4引脚连接视频D/A转换芯片U10的第46引脚；

处理核心板U11的第5引脚连接视频D/A转换芯片U10的第45引脚；处理核心板U11的第6引脚连接视频D/A转换芯片U10的第44引脚；处理核心板U11的第7引脚连接视频D/A转换芯片U10的第43引脚；处理核心板U11的第8引脚连接视频D/A转换芯片U10的第42引脚；处理核心板U11的第9引脚连接视频D/A转换芯片U10的第9引脚；处理核心板U11的第10引脚连接视频D/A转换芯片U10的第8引脚；处理核心板U11的第11引脚连接视频D/A转换芯片U10的第7引脚；

处理核心板U11的第12引脚连接视频D/A转换芯片U10的第6引脚；处理核心板U11的第13引脚连接视频D/A转换芯片U10的第5引脚；处理核心板U11的第14引脚连接视频D/A转换芯片U10的第4引脚；处理核心板U11的第15引脚连接视频D/A转换芯片U10的第23引脚；处理核心板U11的第16引脚连接视频D/A转换芯片U10的第22引脚；处理核心板U11的第17引脚连接视频D/A转换芯片U10的第21引脚；处理核心板U11的第18引脚连接视频D/A转换芯片U10的第

20引脚；处理核心板U11的第19引脚连接视频D/A转换芯片U10的第19引脚；处理核心板U11的第20引脚连接视频D/A转换芯片U10的第18引脚；处理核心板U11的第21引脚连接视频D/A转换芯片U10的第10引脚；处理核心板U11的第25引脚连接视频D/A转换芯片U10的第26引脚；处理核心板U11的第61引脚连接按键S2的一端，按键S2的另一端接地GND；处理核心板U11的第63引脚连接按键S1的一端，按键S1的另一端接地GND；处理核心板U11的第101引脚连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端连接3.3V；处理核心板U11的第145引脚连接视频D/A转换芯片U10的第16引脚；处理核心板U11的第146引脚连接视频D/A转换芯片U10的第17引脚；处理核心板U11的第147引脚连接视频D/A转换芯片U10的第2引脚；处理核心板U11的第

148引脚连接视频D/A转换芯片U10的第3引脚；处理核心板U11的第149引脚连接视频D/A转换芯片U10的第40引脚；处理核心板U11的第150引脚连接视频D/A转换芯片U10的第41引脚；

处理核心板U11的第69引脚接DMX512分流芯片U6的第54引脚；处理核心板U11的第72引脚接光耦隔离芯片U7的第6引脚，处理核心板U11的第73引脚接光耦隔离芯片U9的第3引脚；处理核心板U11的第24引脚接VGA接头J3的第13引脚，处理核心板U11的第23引脚接VGA接头J3的第14引脚；

5路按键采集电路采用每路完全一样的设计方案；单路按键采集电路包括单片机芯片

U12，反相器U13，数字控制模拟电子开关U14，晶振Y2，电阻R18、R19、R20、R21、R22，滑线变阻器R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32，瓷片电容C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35，二极管D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、D23、D24、D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33、D34、D35，发光二极管D36、D37、D38、D39、D40、D41、D42、D43、D44、D45，按键S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22；单片机芯片U12的第1引脚接数字控制模拟电子开关U14的第11引脚；单片机芯片U12的第2引脚接数字控制模拟电子开关U14的第10引脚；单片机芯片U12的第4引脚接处理核心板U11的第68引脚，单片机芯片U12的第5引脚接处理核心板U11的第67引脚；单片机芯片U12的第8引脚接滑线变阻器R32的滑动端和瓷片电容C35的一端，瓷片电容C35的另一端接地GND，滑线变阻器R32的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R32的另一个固定端接地GND；单片机芯片U12的第13引脚接数字控制模拟电子开关U14的第9引脚；单片机芯片U12的第15引脚接数字控制模拟电子开关U14的第3引脚；单片机芯片U12的第16引脚接滑线变阻器R31的滑动端和瓷片电容C34的一端，瓷片电容C34的另一端接地GND，滑线变阻器R31的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R31的另一个固定端接地GND；单片机芯片U12的第

18引脚接发光二极管D36、D37、D38、D39的正极和按键S3、S4、S5、S6的一端，发光二极管D36的负极接LED1，发光二极管D37的负极接LED2，发光二极管D38的负极接LED3，发光二极管D39的负极接LED4，按键S3的另一端接二极管D15的负极，二极管D15的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S4的另一端接二极管D16的负极，二极管D16的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S5的另一端接二极管D17的负极，二极管D17的正极接单片机芯片U12的第

25引脚；按键S6的另一端接二极管D18的负极，二极管D18的正极接单片机芯片U12的第27引脚；单片机芯片U12的第19引脚接发光二极管D40、D41、D42、D43的正极和按键S7、S8、S9、S10的一端，发光二极管D40的负极接LED1，发光二极管D42的负极接LED2，发光二极管D42的负极接LED3，发光二极管D43的负极接LED4，按键S7的另一端接二极管D19的负极，二极管D19的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S8的另一端接二极管D20的负极，二极管D20的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S9的另一端接二极管D21的负极，二极管D21的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S10的另一端接二极管D22的负极，二极管D22的正极接单片机芯片U12的第27引脚；单片机芯片U12的第20引脚接发光二极管D44、D45的正极和按键S11、S12、S21、S22的一端，发光二极管D44的负极接LED1，发光二极管D45的负极接LED2，按键S11的另一端接二极管D23的负极，二极管D23的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S12的另一端接二极管D24的负极，二极管D24的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S21的另一端接二极管D33的负极，二极管D33的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S22的另一端接二极管D34的负极，二极管D34的正极接单片机芯片U12的第27引脚；单片机芯片U12的第21引脚接按键S13、S14、S15、S16的一端，按键S13的另一端接二极管D25的负极，二极管D25的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S14的另一端接二极管D26的负极，二极管D26的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S15的另一端接二极管D27的负极，二极管D27的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S16的另一端接二极管D28的负极，二极管D28的正极接单片机芯片U12的第27引脚；单片机芯片U12的第22引脚接按键S17、S18、S19、S20的一端，按键S17的另一端接二极管D29的负极，二极管D29的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S18的另一端接二极管D30的负极，二极管D30的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S19的另一端接二极管D31的负极，二极管D31的正极接单片机芯片U12的第25引脚；

按键S20的另一端接二极管D32的负极，二极管D32的正极接单片机芯片U12的第27引脚；单片机芯片U12的第6引脚接晶振Y2的一端和瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接地GND；单片机芯片U12的第7引脚接晶振Y2的另一端和瓷片电容C24的一端，瓷片电容C24的另一端接地GND；单片机芯片U12的第3引脚接二极管D35的负极、瓷片电容C25和电阻R18的一端、二极管D35的正极和电阻R18的另一端接地GND，瓷片电容C25的另一端接3.3V；单片机芯片U12的第17引脚接反相器U13的第1、2引脚，单片机芯片U12的第11引脚接反相器U13的第

4、5引脚，单片机芯片U12的第26引脚接反相器U13的第9、10引脚，单片机芯片U12的第12引脚接反相器U13的第12、13引脚；反相器U13的第3引脚接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接LED1；反相器U13的第6引脚接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接LED2；反相器U13的第8引脚接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接LED3；反相器U13的第11引脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接LED4；数字控制模拟电子开关U14的第7引脚接地；数字控制模拟电子开关U14的第13引脚滑线变阻器R23的滑动端和瓷片电容C26的一端，瓷片电容C26的另一端接地GND，滑线变阻器R23的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R23的另一个固定端接地GND；数字控制模拟电子开关U14的第14引脚滑线变阻器R24的滑动端和瓷片电容C27的一端，瓷片电容C27的另一端接地GND，滑线变阻器R24的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R24的另一个固定端接地GND；数字控制模拟电子开关U14的第15引脚滑线变阻器R25的滑动端和瓷片电容C28的一端，瓷片电容C28的另一端接地GND，滑线变阻器R25的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R25的另一个固定端接地GND；数字控制模拟电子开关U14的第12引脚滑线变阻器R26的滑动端和瓷片电容C29的一端，瓷片电容C29的另一端接地GND，滑线变阻器R26的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R26的另一个固定端接地GND；数字控制模拟电子开关U14的第1引脚滑线变阻器R27的滑动端和瓷片电容C30的一端，瓷片电容C30的另一端接地GND，滑线变阻器R27的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R27的另一个固定端接地GND；数字控制模拟电子开关U14的第5引脚滑线变阻器R28的滑动端和瓷片电容C31的一端，瓷片电容C31的另一端接地GND，滑线变阻器R28的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R28的另一个固定端接地GND；数字控制模拟电子开关U14的第2引脚滑线变阻器R29的滑动端和瓷片电容C32的一端，瓷片电容C32的另一端接地GND，滑线变阻器R29的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R29的另一个固定端接地GND；数字控制模拟电子开关U14的第4引脚滑线变阻器R30的滑动端和瓷片电容C33的一端，瓷片电容C33的另一端接地GND，滑线变阻器R30的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R30的另一个固定端接地GND；

所述的一级电源转换芯片U1采用国家半导体公司生产的LM2576，二级电源转换芯片U2

采用Advanced Monolithic Systems公司的AMS1117-3.3V，光电耦合器U3、光耦隔离芯片U7、光耦隔离芯片U9采用 Avago Technologies公司的 6N137，EIA485电平控制芯片U4采用Maxim公司的MAX485CPA，电源隔离芯片U5采用MORNSUN公司的B0505s，DMX512分流芯片U6采用ST公司的STM32F103芯片，电压反向芯片U8采用六反相斯密特触发器74HC14芯片，视频D/A转换芯片U10采用Analog Devices公司的ADV7120，处理核心板U11采用友善之臂公司的Tiny6410核心板，以Samsung Electronics公司的RISC微处理器S3C6410为主处理器，单片机芯片U12采用STC公司的STC12C5A32S2单片机，反相器U13采用74HC595芯片，数字控制模拟电子开关U14采用单8通道数字控制模拟电子开关CD4051芯片。

说明书

一种基于嵌入式ARM系统的舞台灯光控制台

技术领域

[0001] 本发明属于舞台灯光控制技术领域，具体涉及到一种基于嵌入式ARM系统的舞台灯光控制台，通过此控制台可实现多种电脑灯的多种效果控制。

背景技术

[0002] 舞台灯光是展现舞台艺术的手段，是演出空间构成的重要组成部分，能够实现对舞台效果的有效烘托。设计合理、巧妙的舞台灯光，能使观众欣赏到全方位的舞台艺术。为了实现对舞台气氛的烘托，舞台上通常设置各种类型和各种颜色的灯，如何对其进行有效
控制，提高舞台灯光控制的质量和效果具有一定难度。最原始的舞台灯光控制方式采用人
工控制方式，该控制方式不但控制人员工作量大，而且只能实现对灯开与关的控制，不能调节灯光亮度，无灯光艺术可言。随着自动化和半导体技术的发展，目前舞台灯光控制通常采用模拟灯光控制方式，利用模拟电子信号实现对可控硅导通角的控制，从而实现对灯光亮
度的控制，提高了舞台灯光控制的效果。但是该方式每一调光回路都只对应一路灯光，对于大型的舞台来说将会是非常庞大的系统，所以模拟灯光控制方式只适合于小型舞台的灯光
控制。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于嵌入式ARM系统的舞台灯光控制台。

[0004] 本发明包括供电电源电路、多路DMX512通信电路、音频输入输出电路、显示VGA输出电路、处理器电路、5路按键采集电路。供电电源电路分别与多路DMX512通信电路、音频输入输出电路、显示VGA输出电路、处理器电路、5路按键采集电路电源连接，5路按键采集电路、多路DMX512通信电路、音频输入输出电路、显示VGA输出电路都与处理器电路信号连接。

[0005] 供电电源电路包括变压器T1，一级电源转换芯片U1，二级电源转换芯片U2，电感L1，电阻R1，发光二极管LED0，二极管D5和D6，整流二极管D1、D2、D3、D4，四个电解电容C2、C3、C5和C7，三个瓷片电容C1、C4和C6。变压器T1的第1引脚接输入220V正极；变压器T1的第2引脚接输入地AGND；变压器T1的第3引脚接整流二极管D3的阴极和整流二极管D4的阳极，整流二极管D3的阳极接地GND，整流二极管D4的阴极与整流二极管D2的阴极相连，作为12V电
压输出端；变压器T1的第4引脚接整流二极管的D1的阴极和整流二极管D2的阳极，整流二极管D1的阳极接地GND。一级电源转换芯片U1的第1引脚接二极管D5的阴极，二极管D5的阳极
接供电电源电路中的12V电压输出端；一级电源转换芯片U1的第1引脚接电解电容C2的正极
和瓷片电容C1的一端，电解电容C2的负极和瓷片电容C1的另一端接地GND。一级电源转换芯片U1的第2引脚和3引脚接地GND。一级电源转换芯片U1的第4引脚接二极管D6的阴极和电感
L1的一端，二极管D6的阳极接地GND，电感L1的另一端接电解电容C3的正极和一级电源转换芯片U1的第5引脚，电解电容C3的负极接地GND，一级电源转换芯片U1的第5引脚为5V电压输出端。二级电源转换芯片U2的第1引脚与电源模块电路中的5V电压输出端、电解电容C5的正极和瓷片电容C4的一端，电解电容C5的负极和瓷片电容C4的另一端接地GND；二级电源转换芯片U2的第2引脚接地GND，第3引脚接电解电容C7的正极、瓷片电容C6的一端和电阻R1的一端，电解电容C7的负极和瓷片电容C6的另一端接地GND，电阻R1的另一端接发光二极管LED0的阳极，发光二极管LED0的阴极接地GND；二级电源转换芯片U2的第3引脚输出为3.3V，作为供电电源电路3.3V电压输出端。

[0006] 多路DMX512通信电路包括光电耦合器U3，EIA485电平控制芯片U4，电源隔离芯片U5，DMX512分流芯片U6，接插件J1，电阻R2、R3、R4、R5、R6，电解电容C8，陶瓷电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16，晶振Y1，二极管D7、D8。电源隔离芯片U5的第1引脚接GND，第2引脚接5V，第3引脚分别接电解电容C8负极、电阻R2的一端、瓷片电容C9的一端，作为经隔离芯片后的地GND1；电阻R2的另一端接瓷片电容C9的另一端和电解电容C8的正极。电源隔离芯
片U5的第4引脚接电解电容C8正极，作为经电源隔离芯片后的电压输出VCC1。光电耦合器U3的第1引脚、第4引脚悬空；光电耦合器U3的第2引脚接电源模块电路中的5V电压输出端，第3引脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接DMX TXD1。光电耦合器U3的第5引脚接GND1，第6引脚接电阻R4的一端和EIA485电平控制芯片U4的第4引脚，电阻R4的另一端接VCC1；光电耦合器U3的第7引脚、第8引脚接VCC1。DMX512控制芯片IC4的第1引脚悬空，第2和3引脚接VCC1，第5引脚接GND1，第6引脚接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接二极管D7的阴极和接插接J1
的第1引脚，二极管D7的阳极接地GND1。EIA485电平控制芯片U4的第7引脚接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接二极管D8的阴极和接插接J1的第2引脚，二极管D8的阳极接地GND1。接插件J1的第3引脚接地GND1。EIA485电平控制芯片U4的第8引脚接VCC1。DMX512分流芯片U6的
第1、32、48、64、19、13引脚接3.3V电压，瓷片电容C10、C11、C12、C13、C14的一端接3.3V电压，瓷片电容C10、C11、C12、C13、C14的另一端接地GND。DMX512分流芯片U6的第5引脚接晶振Y1的一端和瓷片电容C15的一端，瓷片电容C15的另一端接地GND。晶振Y1的另一端接DMX512分流芯片U6的第6引脚和瓷片电容C16的一端，瓷片电容C16的另一端接地GND。DMX512分流芯
片U6的第31、47、63、18、12引脚接地GND。DMX512分流芯片U6的第42引脚接TXD1，TXD1接DMX1；DMX512分流芯片U6的第16引脚接TXD2，TXD2接DMX2，DMX2内部接线与DMX1相同；
DMX512分流芯片U6的第29引脚接TXD3，TXD3接DMX3，DMX3内部接线与DMX1相同；DMX512分流芯片U6的第51引脚接TXD4，TXD4接DMX4，DMX4内部接线与DMX1相同。DMX512分流芯片U6的第
54引脚接处理核心板U11的第69引脚。

[0007] 音频输入输出电路包括光耦隔离芯片U7，电压反向芯片U8，光耦隔离芯片U9，接插件J2，电阻R7、R8、R9、R10、R11，二极管D9、D10、D11、D12、D13，电容C17。接插件J2的第2引脚接5V。接插件J2的第3引脚接地GND。接插件J2的第5引脚接二极管D11的阴极，二极管D11的阳极接二极管D10的阴极和光耦隔离芯片U7的第3引脚，接插件J2的第4引脚接二极管D9的阴极，二极管D9的阳极接二极管D10的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接光耦隔离芯片U7的第2引脚。光耦隔离芯片U7的第5引脚接地GND。光耦隔离芯片U7的第6引脚接电阻R8
的一端和处理核心板U11的第72引脚，电阻R8的另一端接3.3V。光耦隔离芯片U7的第7引脚、第8引脚接3.3V。接插件J2的第1引脚接二极管D13的阴极，二极管D13的阳极接电压反向芯
片U8的第4引脚。电压反向芯片U8的第13、14、9、11、5引脚接5V。电压反向芯片U8的第7引脚接二极管D12的阴极、电容C17的一端、光耦隔离芯片U9的第5引脚，电容C17的另一端接5V，二极管D12的阳极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电压反向芯片U8的第2引脚、第3引脚。电压反向芯片U8的第1引脚接电阻R9的一端和光耦隔离芯片U9的第6引脚，电阻R9的另
一端接5V。光耦隔离芯片U9的第7引脚、第8引脚接5V。光耦隔离芯片U9的第3引脚接处理核心板U11的第73引脚，光耦隔离芯片U9的第2引脚接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接
3.3V。

[0008] 显示VGA输出电路包括视频D/A转换芯片U10，VGA接头J3，二极管D14，电感Ｌ2、L3，电阻R12、R13、R14、R15、R16，瓷片电容C18、C19、C20、C21、C22。视频D/A转换芯片U10的第13、24、25、37引脚悬空。视频D/A转换芯片U10的第1、14、15、27、28、38、39、48引脚相连后接电阻 R12、R13、R14的一端、瓷片电容C19、C20、C21的一端、电感L3的一端和二极管D14的正极，电感L3的另一端连接地GND。瓷片电容C19、C20、C21的另一端接视频D/A转换芯片U10的第31引脚、瓷片电容C22的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端接5V。瓷片电容C22的另一端接视频D/A转换芯片U10的第35引脚和二极管D14的负极。电阻R12的另一端接视频D/A转换芯片
U10的第32引脚和VGA接头J3的第2引脚，电阻R13的另一端接视频D/A转换芯片U10的第33引
脚和VGA接头J3的第1引脚，电阻R14的另一端接视频D/A转换芯片U10的第29引脚和VGA接头
J3的第3引脚。VGA接头J3的第5、6、7、8、10引脚接地GND。VGA接头J3的第13引脚接处理核心板U11的第24引脚，第14引脚接处理核心板U11的第23引脚。视频D/A转换芯片U10的第12引
脚、第30引脚接第31引脚和瓷片电容C18的一端，瓷片电容C18的另一端接视频D/A转换芯片U10的第34引脚。视频D/A转换芯片U10的第36引脚连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地GND。视频D/A转换芯片U10的第40引脚接处理核心板U11的第149引脚；视频D/A转换芯片
U10的第41引脚接处理核心板U11的第150引脚；视频D/A转换芯片U10的第42引脚接处理核
心板U11的第8引脚；视频D/A转换芯片U10的第43引脚接处理核心板U11的第7引脚；视频D/A转换芯片U10的第44引脚接处理核心板U11的第6引脚；视频D/A转换芯片U10的第45引脚接
处理核心板U11的第5引脚；视频D/A转换芯片U10的第46引脚接处理核心板U11的第4引脚；
视频D/A转换芯片U10的第47引脚接处理器芯片IC0的第3引脚；视频D/A转换芯片U10的第2
引脚接处理核心板U11的第147引脚；视频D/A转换芯片U10的第3引脚接处理核心板U11的第
148引脚；视频D/A转换芯片U10的第4引脚接处理核心板U11的第14引脚；视频D/A转换芯片
U10的第5引脚接处理核心板U11的第13引脚；视频D/A转换芯片U10的第6引脚接处理核心板
U11的第12引脚；视频D/A转换芯片U10的第7引脚接处理核心板U11的第11引脚；视频D/A转
换芯片U10的第8引脚接处理核心板U11的第10引脚；视频D/A转换芯片U10的第9引脚接处理
核心板U11的第9引脚；视频D/A转换芯片U10的第16引脚接处理核心板U11的第145引脚；视
频D/A转换芯片U10的第17引脚接处理核心板U11的第146引脚；视频D/A转换芯片U10的第18
引脚接处理核心板U11的第20引脚；视频D/A转换芯片U10的第19引脚接处理核心板U11的第
19引脚；视频D/A转换芯片U10的第20引脚接处理核心板U11的第18引脚；视频D/A转换芯片
U10的第21引脚接处理核心板U11的第17引脚；视频D/A转换芯片U10的第22引脚接处理核心
板U11的第16引脚；视频D/A转换芯片U10的第23引脚接处理核心板U11的第15引脚；视频D/A转换芯片U10的第26引脚接处理核心板U11的第25引脚；视频D/A转换芯片U10的第11引脚接
电阻R16的一端，电阻R16的另一端接5V；视频D/A转换芯片U10的第10引脚接处理核心板U11的第21引脚。

[0009] 处理器电路包括一个处理核心板U11，二个按键S1、S2，一个电阻R17。处理核心板U11的第1引脚接5V；处理核心板U11的第2引脚连接地GND；处理核心板U11的第3引脚连接视频D/A转换芯片U10的第47引脚；处理核心板U11的第4引脚连接视频D/A转换芯片U10的第46引脚；处理核心板U11的第5引脚连接视频D/A转换芯片U10的第45引脚；处理核心板U11的第
6引脚连接视频D/A转换芯片U10的第44引脚；处理核心板U11的第7引脚连接视频D/A转换芯
片U10的第43引脚；处理核心板U11的第8引脚连接视频D/A转换芯片U10的第42引脚；处理核心板U11的第9引脚连接视频D/A转换芯片U10的第9引脚；处理核心板U11的第10引脚连接视
频D/A转换芯片U10的第8引脚；处理核心板U11的第11引脚连接视频D/A转换芯片U10的第7
引脚；处理核心板U11的第12引脚连接视频D/A转换芯片U10的第6引脚；处理核心板U11的第
13引脚连接视频D/A转换芯片U10的第5引脚；处理核心板U11的第14引脚连接视频D/A转换
芯片U10的第4引脚；处理核心板U11的第15引脚连接视频D/A转换芯片U10的第23引脚；处理核心板U11的第16引脚连接视频D/A转换芯片U10的第22引脚；处理核心板U11的第17引脚连
接视频D/A转换芯片U10的第21引脚；处理核心板U11的第18引脚连接视频D/A转换芯片U10
的第20引脚；处理核心板U11的第19引脚连接视频D/A转换芯片U10的第19引脚；处理核心板U11的第20引脚连接视频D/A转换芯片U10的第18引脚；处理核心板U11的第21引脚连接视频
D/A转换芯片U10的第10引脚；处理核心板U11的第25引脚连接视频D/A转换芯片U10的第26
引脚；处理核心板U11的第61引脚连接按键S2的一端，按键S2的另一端接地GND；处理核心板U11的第63引脚连接按键S1的一端，按键S1的另一端接地GND；处理核心板U11的第101引脚
连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端连接3.3V；处理核心板U11的第145引脚连接视频D/A转换芯片U10的第16引脚；处理核心板U11的第146引脚连接视频D/A转换芯片U10的第17引
脚；处理核心板U11的第147引脚连接视频D/A转换芯片U10的第2引脚；处理核心板U11的第
148引脚连接视频D/A转换芯片U10的第3引脚；处理核心板U11的第149引脚连接视频D/A转
换芯片U10的第40引脚；处理核心板U11的第150引脚连接视频D/A转换芯片U10的第41引脚。
处理核心板U11的第69引脚接DMX512分流芯片U6的第54引脚。处理核心板U11的第72引脚接
光耦隔离芯片U7的第6引脚，处理核心板U11的第73引脚接光耦隔离芯片U9的第3引脚。处理核心板U11的第24引脚接VGA接头J3的第13引脚，处理核心板U11的第23引脚接VGA接头J3的
第14引脚。

[0010] 5路按键采集电路采用每路完全一样的设计方案。单路按键采集电路包括单片机芯片U12，反相器U13，数字控制模拟电子开关U14，晶振Y2，电阻R18、R19、R20、R21、R22，滑线变阻器R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32，瓷片电容C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35，二极管D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、D23、D24、D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33、D34、D35，发光二极管D36、D37、D38、D39、D40、D41、D42、D43、D44、D45，按键S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22。单片机芯片U12的第1引脚接数字控制模拟电子开关U14的第11引脚。单片机芯片U12的第2引脚接数字控制模拟电子开关U14的第10引脚。单片机芯片U12
的第4引脚接处理核心板U11的第68引脚，单片机芯片U12的第5引脚接处理核心板U11的第
67引脚。单片机芯片U12的第8引脚接滑线变阻器R32的滑动端和瓷片电容C35的一端，瓷片
电容C35的另一端接地GND，滑线变阻器R32的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R32的另一个
固定端接地GND。单片机芯片U12的第13引脚接数字控制模拟电子开关U14的第9引脚。单片
机芯片U12的第15引脚接数字控制模拟电子开关U14的第3引脚。单片机芯片U12的第16引脚
接滑线变阻器R31的滑动端和瓷片电容C34的一端，瓷片电容C34的另一端接地GND，滑线变
阻器R31的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R31的另一个固定端接地GND。单片机芯片U12的
第18引脚接发光二极管D36、D37、D38、D39的正极和按键S3、S4、S5、S6的一端，发光二极管D36的负极接LED1，发光二极管D37的负极接LED2，发光二极管D38的负极接LED3，发光二极管D39的负极接LED4，按键S3的另一端接二极管D15的负极，二极管D15的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S4的另一端接二极管D16的负极，二极管D16的正极接单片机芯片U12
的第24引脚；按键S5的另一端接二极管D17的负极，二极管D17的正极接单片机芯片U12的第
25引脚；按键S6的另一端接二极管D18的负极，二极管D18的正极接单片机芯片U12的第27引脚。单片机芯片U12的第19引脚接发光二极管D40、D41、D42、D43的正极和按键S7、S8、S9、S10的一端，发光二极管D40的负极接LED1，发光二极管D42的负极接LED2，发光二极管D42的负极接LED3，发光二极管D43的负极接LED4，按键S7的另一端接二极管D19的负极，二极管D19的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S8的另一端接二极管D20的负极，二极管D20的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S9的另一端接二极管D21的负极，二极管D21的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S10的另一端接二极管D22的负极，二极管D22的正极接单
片机芯片U12的第27引脚。单片机芯片U12的第20引脚接发光二极管D44、D45的正极和按键
S11、S12、S21、S22的一端，发光二极管D44的负极接LED1，发光二极管D45的负极接LED2，按键S11的另一端接二极管D23的负极，二极管D23的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键
S12的另一端接二极管D24的负极，二极管D24的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S21的另一端接二极管D33的负极，二极管D33的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S22的
另一端接二极管D34的负极，二极管D34的正极接单片机芯片U12的第27引脚。单片机芯片
U12的第21引脚接按键S13、S14、S15、S16的一端，按键S13的另一端接二极管D25的负极，二极管D25的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S14的另一端接二极管D26的负极，二极
管D26的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S15的另一端接二极管D27的负极，二极管
D27的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S16的另一端接二极管D28的负极，二极管D28的正极接单片机芯片U12的第27引脚。单片机芯片U12的第22引脚接按键S17、S18、S19、S20的一端，按键S17的另一端接二极管D29的负极，二极管D29的正极接单片机芯片U12的第23
引脚；按键S18的另一端接二极管D30的负极，二极管D30的正极接单片机芯片U12的第24引
脚；按键S19的另一端接二极管D31的负极，二极管D31的正极接单片机芯片U12的第25引脚；
按键S20的另一端接二极管D32的负极，二极管D32的正极接单片机芯片U12的第27引脚。单
片机芯片U12的第6引脚接晶振Y2的一端和瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接地
GND。单片机芯片U12的第7引脚接晶振Y2的另一端和瓷片电容C24的一端，瓷片电容C24的另一端接地GND。单片机芯片U12的第3引脚接二极管D35的负极、瓷片电容C25和电阻R18的一
端、二极管D35的正极和电阻R18的另一端接地GND，瓷片电容C25的另一端接3.3V。单片机芯片U12的第17引脚接反相器U13的第1、2引脚，单片机芯片U12的第11引脚接反相器U13的第
4、5引脚，单片机芯片U12的第26引脚接反相器U13的第9、10引脚，单片机芯片U12的第12引脚接反相器U13的第12、13引脚。反相器U13的第3引脚接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接LED1。反相器U13的第6引脚接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接LED2。反相器U13的第8引脚接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接LED3。反相器U13的第11引脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接LED4。数字控制模拟电子开关U14的第7引脚接地。数字控制模拟电子开关U14的第13引脚滑线变阻器R23的滑动端和瓷片电容C26的一端，瓷片电容C26的另一端接
地GND，滑线变阻器R23的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R23的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第14引脚滑线变阻器R24的滑动端和瓷片电容C27的一端，瓷片电
容C27的另一端接地GND，滑线变阻器R24的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R24的另一个固
定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第15引脚滑线变阻器R25的滑动端和瓷片电容
C28的一端，瓷片电容C28的另一端接地GND，滑线变阻器R25的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R25的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第12引脚滑线变阻器R26的滑
动端和瓷片电容C29的一端，瓷片电容C29的另一端接地GND，滑线变阻器R26的一个固定端
接3.3V，滑线变阻器R26的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第1引脚滑
线变阻器R27的滑动端和瓷片电容C30的一端，瓷片电容C30的另一端接地GND，滑线变阻器
R27的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R27的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第5引脚滑线变阻器R28的滑动端和瓷片电容C31的一端，瓷片电容C31的另一端接地
GND，滑线变阻器R28的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R28的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第2引脚滑线变阻器R29的滑动端和瓷片电容C32的一端，瓷片电容
C32的另一端接地GND，滑线变阻器R29的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R29的另一个固定
端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第4引脚滑线变阻器R30的滑动端和瓷片电容C33
的一端，瓷片电容C33的另一端接地GND，滑线变阻器R30的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R30的另一个固定端接地GND。

[0011] 本发明所采用的一级电源转换芯片U1，二级电源转换芯片U2，光电耦合器U3，EIA485电平控制芯片U4，电源隔离芯片U5，DMX512分流芯片U6，光耦隔离芯片U7，电压反向芯片U8，光耦隔离芯片U9，视频D/A转换芯片U10，处理核心板U11，单片机芯片U12，反相器U13，数字控制模拟电子开关U14均采用成熟产品。一级电源转换芯片U1采用国家半导体公
司生产的LM2576，二级电源转换芯片U2采用Advanced Monolithic Systems公司的
AMS1117-3.3V，光电耦合器U3、光耦隔离芯片U7、光耦隔离芯片U9采用  Avago 
Technologies公司的 6N137，EIA485电平控制芯片U4采用Maxim公司的MAX485CPA，电源隔
离芯片U5采用MORNSUN公司的B0505s，DMX512分流芯片U6采用ST公司的STM32F103芯片，电
压反向芯片U8采用六反相斯密特触发器74HC14芯片，视频D/A转换芯片U10采用Analog 
Devices公司的ADV7120，处理核心板U11采用友善之臂公司的Tiny6410核心板，以Samsung Electronics公司的RISC微处理器S3C6410为主处理器，单片机芯片U12采用STC公司的
STC12C5A32S2单片机，反相器U13采用74HC595芯片，数字控制模拟电子开关U14采用单8通
道数字控制模拟电子开关CD4051芯片。

[0012] 本发明针对舞台灯光目前的发展情况，利用DM512灯光控制协议实现大量电脑灯的控制。DMX512协议可以用来控制调光硅箱、电脑灯、吊杆、机械灯等舞台常用的设备，通过工业标准EIA485，连续传输包括复位信号、起始代码和512字节的数据信号的数据包。
DMX512的简单性、可靠性及灵活性传输方式成为数字灯光控制的标准化协议。本发明涉及
的一种基于嵌入式ARM系统的舞台灯光控制台，相比较于目前有些基于工控电脑的灯控台，成本更低、抗干扰能力更强、功能更加强大，可以广泛应用于各种规模舞台灯光控制领域，满足舞台灯光控制的各种要求，具有广大的应用前景和市场前景。

附图说明

[0013] 图1为本发明的整体电路示意图；

[0014] 图2为本发明的供电电源电路示意图；

[0015] 图3为本发明的多路DMX512通信电路示意图；

[0016] 图4为本发明的音频输入输出电路示意图；

[0017] 图5为本发明的显示VGA输出电路示意图；

[0018] 图6为本发明的处理器电路示意图；

[0019] 图7为本发明的5路按键采集电路中单个电路示意图。

具体实施方式

[0020] 本发明以嵌入式 ARM系统为控制核心，通过DMX512协议同时控制多台电脑灯实现各种舞台灯光效果，可对电脑灯进行效果控制如画圆、走八字、彩虹等多种效果参数（速度、大小、展开偏移量、方向）均可独立设置，可叠加输出，灯光输出可选音乐同步、自动速度控制、智能手动节拍控制。且提供VGA接口，可连接彩色CRT液晶显示器进行显示。

[0021] 如图1所示，本实施例包括供电电源电路、多路DMX512通信电路、音频输入输出电路、显示VGA输出电路、处理器电路、按键采集电路1、按键采集电路2、按键采集电路3、按键采集电路4和按键采集电路5，其中按键采集电路1、2、3、4、5都采用完全一样的设计方案。

[0022] 如图2所示，供电电源电路包括变压器T1，一级电源转换芯片U1，二级电源转换芯片U2，电感L1，电阻R1，发光二极管LED0，二极管D5和D6，整流二极管D1、D2、D3、D4，四个电解电容C2、C3、C5和C7，三个瓷片电容C1、C4和C6。变压器T1的第1引脚接输入220V正极；变压器T1的第2引脚接输入地AGND；变压器T1的第3引脚接整流二极管D3的阴极和整流二极管D4的
阳极，整流二极管D3的阳极接地GND，整流二极管D4的阴极与整流二极管D2的阴极相连，作为12V电压输出端；变压器T1的第4引脚接整流二极管的D1的阴极和整流二极管D2的阳极，
整流二极管D1的阳极接地GND。变压器T1将220V交流电源降压处理，整流二极管D1、D2、D3、D4构成了一个全桥整流电路，将交流电压转换为直流电压。一级电源转换芯片U1的第1引脚接二极管D5的阴极，二极管D5的阳极接供电电源电路中的12V电压输出端，二极管D5防止外部电路反接，型号为1N4007，起保护作用；一级电源转换芯片U1的第1引脚接电解电容C2的正极和瓷片电容C1的一端，电解电容C2的负极和瓷片电容C1的另一端接地GND。一级电源转换芯片U1的第2引脚和3引脚接地GND。一级电源转换芯片U1的第4引脚接二极管D6的阴极和
电感L1的一端，二极管D6的阳极接地GND，电感L1的另一端接电解电容C3的正极和一级电源转换芯片U1的第5引脚，电解电容C3的负极接地GND，一级电源转换芯片U1的第5引脚为5V电压输出端。二级电源转换芯片U2的第1引脚与电源模块电路中的5V电压输出端、电解电容C5的正极和瓷片电容C4的一端，电解电容C5的负极和瓷片电容C4的另一端接地GND；二级电源转换芯片U2的第2引脚接地GND；二级电源转换芯片U2的第3引脚接电解电容C7的正极、瓷片电容C6的一端和电阻R1的一端，电解电容C7的负极和瓷片电容C6的另一端接地GND，电阻R1的另一端接发光二极管LED0的阳极，发光二极管LED0的阴极接地GND；二级电源转换芯片U2的第3引脚输出为3.3V，作为供电电源电路3.3V电压输出端。一级电源转换芯片U1采用美国国家半导体公司生产的LM2576芯片，二级电源转换芯片U2采用Advanced Monolithic 
Systems公司的AMS1117-3.3V芯片。供电电源电路提供系统所需的+5V电压和+3.3V电压，利用两级电源转换提高了供电的可靠性。四个电解电容C2、C3、C5和C7，三个瓷片电容C1、C4和C6都是滤波电容，提高电源的稳定性。

[0023] 如图3所示，多路DMX512通信电路包括光电耦合器U3，EIA485电平控制芯片U4，电源隔离芯片U5，DMX512分流芯片U6，接插件J1，电阻R2、R3、R4、R5、R6，电解电容C8，陶瓷电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16，晶振Y1，二极管D7、D8。电源隔离芯片U5的第1引脚接GND；电源隔离芯片U5的第2引脚接5V；电源隔离芯片U5的第3引脚分别接电解电容C8负极、电阻R2的一端、瓷片电容C9的一端，作为经隔离芯片后的地GND1；电阻R2的另一端接瓷片电容C9的另一端和电解电容C8的正极。电源隔离芯片U5的第4引脚接电解电容C8正极，作为经电源隔离芯片后的电压输出VCC1。电源隔离芯片U5采用MORNSUN公司的B0505s芯片，隔离电源5V，提高抗干扰性。光电耦合器U3的第1引脚、第4引脚悬空；光电耦合器U3的第2引脚接电源模块电路中的5V电压输出端；光电耦合器U3的第3引脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接DMX TXD1。光电耦合器U3的第5引脚接GND1；光电耦合器U3的第6引脚接电阻R4的一端和
EIA485电平控制芯片U4的第4引脚，电阻R4的另一端接VCC1；光电耦合器U3的第7引脚、第8引脚接VCC1。光电耦合器U3采用 Avago Technologies公司的 6N137芯片，用于隔离外部电路信号。DMX512控制芯片IC4的第1引脚悬空；EIA485电平控制芯片U4的第2和3引脚接VCC1；
EIA485电平控制芯片U4的第5引脚接GND1；EIA485电平控制芯片U4的第6引脚接电阻R5的一
端，电阻R5的另一端接二极管D7的阴极和接插接J1的第1引脚，二极管D7的阳极接地GND1。
EIA485电平控制芯片U4的第7引脚接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接二极管D8的阴极和
接插接J1的第2引脚，二极管D8的阳极接地GND1。接插件J1的第3引脚接地GND1。EIA485电平控制芯片U4的第8引脚接VCC1。EIA485电平控制芯片U4采用Maxim公司的MAX485CPA芯片。
DMX512分流芯片U6的第1、32、48、64、19、13引脚接3.3V电压，瓷片电容C10、C11、C12、C13、C14的一端接3.3V电压，瓷片电容C10、C11、C12、C13、C14的另一端接地GND。DMX512分流芯片U6的第5引脚接晶振Y1的一端和瓷片电容C15的一端，瓷片电容C15的另一端接地GND。晶振
Y1的另一端接DMX512分流芯片U6的第6引脚和瓷片电容C16的一端，瓷片电容C16的另一端
接地GND。DMX512分流芯片U6的第31、47、63、18、12引脚接地GND。DMX512分流芯片U6的第42引脚接TXD1，TXD1接DMX1；DMX512分流芯片U6的第16引脚接TXD2，TXD2接DMX2，DMX2内部接线与DMX1相同；DMX512分流芯片U6的第29引脚接TXD3，TXD3接DMX3，DMX3内部接线与DMX1相同；DMX512分流芯片U6的第51引脚接TXD4，TXD4接DMX4，DMX4内部接线与DMX1相同。DMX512分流芯片U6的第54引脚接处理核心板U11的第69引脚。DMX512分流芯片U6采用ST公司的
STM32F103单片机，利用STM32F103单片机的5路串口实现将1路串口数据分流成4路独立的
EIA485信号，实现4路DMX512信号同时使用，因此同时支持最大2048个DMX512通道输出。

[0024] 如图4所示，音频输入输出电路包括光耦隔离芯片U7，电压反向芯片U8，光耦隔离芯片U9，接插件J2，电阻R7、R8、R9、R10、R11，二极管D9、D10、D11、D12、D13，电容C17。接插件J2的第2引脚接5V。接插件J2的第3引脚接地GND。接插件J2的第5引脚接二极管D11的阴极，二极管D11的阳极接二极管D10的阴极和光耦隔离芯片U7的第3引脚，接插件J2的第4引脚接
二极管D9的阴极，二极管D9的阳极接二极管D10的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接光耦隔离芯片U7的第2引脚。光耦隔离芯片U7的第5引脚接地GND，光耦隔离芯片U7的第6引
脚接电阻R8的一端和处理核心板U11的第72引脚，电阻R8的另一端接3.3V。光耦隔离芯片U7的第7引脚、第8引脚接3.3V。接插件J2的第1引脚接二极管D13的阴极，二极管D13的阳极接电压反向芯片U8的第4引脚。电压反向芯片U8的第13引脚、第14引脚、第9引脚、第11引脚、第
5引脚接5V。电压反向芯片U8采用六反相斯密特触发器74HC14芯片。电压反向芯片U8的第7
引脚接二极管D12的阴极、电容C17的一端、光耦隔离芯片U9的第5引脚，电容C17的另一端接
5V，二极管D12的阳极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电压反向芯片U8的第2引脚、第
3引脚。电压反向芯片U8的第1引脚接电阻R9的一端和光耦隔离芯片U9的第6引脚，电阻R9的另一端接5V。光耦隔离芯片U9的第7引脚、第8引脚接5V。光耦隔离芯片U9的第3引脚接处理核心板U11的第73引脚，光耦隔离芯片U9的第2引脚接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接
3.3V。音频输入输出电路用于处理外部音频信号的输入输出，灯光控制程序可按音乐同步、自动速度控制、智能手动节拍控制及外部音频控制方式运行，光耦隔离芯片U7和光耦隔离
芯片U9采用Avago Technologies公司的 6N137芯片。

[0025] 如图5所示，显示VGA输出电路包括视频D/A转换芯片U10，VGA接头J3，二极管D14，电感Ｌ2、L3，电阻R12、R13、R14、R15、R16，瓷片电容C18、C19、C20、C21、C22。视频D/A转换芯片U10的第13、24、25、37引脚悬空。视频D/A转换芯片U10的第1、14、15、27、28、38、39、48引脚相连后接电阻 R12、R13、R14的一端、瓷片电容C19、C20、C21的一端、电感L3的一端和二极管D14的正极，电感L3的另一端连接地GND。瓷片电容C19、C20、C21的另一端接视频D/A转换芯片U10的第31引脚、瓷片电容C22的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端接5V。瓷片电容C22的另一端接视频D/A转换芯片U10的第35引脚和二极管D14的负极。电阻R12的另一端接
视频D/A转换芯片U10的第32引脚和VGA接头J3的第2引脚，电阻R13的另一端接视频D/A转换
芯片U10的第33引脚和VGA接头J3的第1引脚，电阻R14的另一端接视频D/A转换芯片U10的第
29引脚和VGA接头J3的第3引脚。VGA接头J3的第5、6、7、8、10引脚接地GND。VGA接头J3的第13引脚接处理核心板U11的第24引脚，VGA接头J3的第14引脚接处理核心板U11的第23引脚。视频D/A转换芯片U10的第12引脚、第30引脚接第31引脚和瓷片电容C18的一端，瓷片电容C18
的另一端接视频D/A转换芯片U10的第34引脚。视频D/A转换芯片U10的第36引脚连接电阻
R15的一端，电阻R15的另一端接地GND。视频D/A转换芯片U10的第40、41、42、43、44、45、46、
47、2、3、4、5、6、7、8、9、16、17、18、19、20、21、22、23、26引脚分别接处理核心板U11的第149、
150、8、7、6、5、4、3、147、148、14、13、12、11、10、9、145、146、20、19、18、17、16、15、25引脚。视频D/A转换芯片U10的第11引脚接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接5V；视频D/A转换芯片U10的第10引脚接处理核心板U11的第21引脚。显示VGA输出电路主要用于将本实施例的配
置参数、运行信息和输出数据进行大屏幕图形化输出，用户可连接彩色CRT或液晶显示器，视频D/A转换芯片U10采用Analog Devices公司的ADV7120芯片。

[0026] 如图6所示，处理器电路包括一个处理核心板U11，二个按键S1、S2，一个电阻R17。处理核心板U11的第1引脚接5V；处理核心板U11的第2引脚连接地GND；处理核心板U11的第
3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、25引脚分别连接视频D/A转换芯片U10的第47、46、45、44、43、42、9、8、7、6、5、4、23、22、21、20、19、18、10、26引脚。处理核心板U11的第61引脚连接按键S2的一端，按键S2的另一端接地GND；处理核心板U11的第63引脚连接按键S1的一端，按键S1的另一端接地GND；处理核心板U11的第101引脚连接电阻R17的一
端，电阻R17的另一端连接3.3V；处理核心板U11的第145、146、147、148、149、150引脚分别连接视频D/A转换芯片U10的第16、17、2、3、40、41引脚。处理核心板U11的第69引脚接DMX512分流芯片U6的第54引脚。处理核心板U11的第72引脚接光耦隔离芯片U7的第6引脚，处理核心
板U11的第73引脚接光耦隔离芯片U9的第3引脚。处理核心板U11的第24引脚接VGA接头J3的
第13引脚，处理核心板U11的第23引脚接VGA接头J3的第14引脚。处理核心板U11采用友善之臂公司的Tiny6410核心板，处理器采用了Samsung Electronics公司的一个16/32位RISC微
处理器S3C6410，可提供一个具有成本效益、功耗低，性能高的应用处理器。按键S1提供复位信号，复位处理器。按键S2切换处理器启动方式。

[0027] 如图7所示，5路按键采集电路采用每路完全一样的设计方案。单路按键采集电路包括单片机芯片U12，反相器U13，数字控制模拟电子开关U14，晶振Y2，电阻R18、R19、R20、R21、R22，滑线变阻器R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32，瓷片电容C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35，二极管D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、D23、D24、D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33、D34、D35，发光二极管D36、D37、D38、D39、D40、D41、D42、D43、D44、D45，按键S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22。单片机芯片U12的第1引脚接数字控制模拟电子开关U14的第11引脚。单片机芯片U12的第2引脚接数字控制模拟电子开关U14的第10引脚。
单片机芯片U12的第4引脚接处理核心板U11的第68引脚，单片机芯片U12的第5引脚接处理
核心板U11的第67引脚。单片机芯片U12的第8引脚接滑线变阻器R32的滑动端和瓷片电容
C35的一端，瓷片电容C35的另一端接地GND，滑线变阻器R32的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R32的另一个固定端接地GND。单片机芯片U12的第13引脚接数字控制模拟电子开关U14的
第9引脚。单片机芯片U12的第15引脚接数字控制模拟电子开关U14的第3引脚。单片机芯片
U12的第16引脚接滑线变阻器R31的滑动端和瓷片电容C34的一端，瓷片电容C34的另一端接
地GND，滑线变阻器R31的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R31的另一个固定端接地GND。单片机芯片U12的第18引脚接发光二极管D36、D37、D38、D39的正极和按键S3、S4、S5、S6的一端，发光二极管D36的负极接LED1，发光二极管D37的负极接LED2，发光二极管D38的负极接
LED3，发光二极管D39的负极接LED4，按键S3的另一端接二极管D15的负极，二极管D15的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S4的另一端接二极管D16的负极，二极管D16的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S5的另一端接二极管D17的负极，二极管D17的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S6的另一端接二极管D18的负极，二极管D18的正极接单片机芯片U12的第27引脚。单片机芯片U12的第19引脚接发光二极管D40、D41、D42、D43的正极和按键S7、S8、S9、S10的一端，发光二极管D40的负极接LED1，发光二极管D42的负极接LED2，发光二极管D42的负极接LED3，发光二极管D43的负极接LED4，按键S7的另一端接二极管D19的负极，二极管D19的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S8的另一端接二极管D20的负极，二极管D20的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S9的另一端接二极管D21的负极，二极管D21的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S10的另一端接二极管D22的负极，二极管
D22的正极接单片机芯片U12的第27引脚。单片机芯片U12的第20引脚接发光二极管D44、D45的正极和按键S11、S12、S21、S22的一端，发光二极管D44的负极接LED1，发光二极管D45的负极接LED2，按键S11的另一端接二极管D23的负极，二极管D23的正极接单片机芯片U12的第
23引脚；按键S12的另一端接二极管D24的负极，二极管D24的正极接单片机芯片U12的第25
引脚；按键S21的另一端接二极管D33的负极，二极管D33的正极接单片机芯片U12的第24引
脚；按键S22的另一端接二极管D34的负极，二极管D34的正极接单片机芯片U12的第27引脚。
单片机芯片U12的第21引脚接按键S13、S14、S15、S16的一端，按键S13的另一端接二极管D25的负极，二极管D25的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S14的另一端接二极管D26的
负极，二极管D26的正极接单片机芯片U12的第24引脚；按键S15的另一端接二极管D27的负
极，二极管D27的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S16的另一端接二极管D28的负极，二极管D28的正极接单片机芯片U12的第27引脚。单片机芯片U12的第22引脚接按键S17、
S18、S19、S20的一端，按键S17的另一端接二极管D29的负极，二极管D29的正极接单片机芯片U12的第23引脚；按键S18的另一端接二极管D30的负极，二极管D30的正极接单片机芯片
U12的第24引脚；按键S19的另一端接二极管D31的负极，二极管D31的正极接单片机芯片U12的第25引脚；按键S20的另一端接二极管D32的负极，二极管D32的正极接单片机芯片U12的
第27引脚。单片机芯片U12的第6引脚接晶振Y2的一端和瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23
的另一端接地GND。单片机芯片U12的第7引脚接晶振Y2的另一端和瓷片电容C24的一端，瓷
片电容C24的另一端接地GND。单片机芯片U12的第3引脚接二极管D35的负极、瓷片电容C25
和电阻R18的一端、二极管D35的正极和电阻R18的另一端接地GND，瓷片电容C25的另一端接
3.3V。单片机芯片U12的第17引脚接反相器U13的第1、2引脚，单片机芯片U12的第11引脚接反相器U13的第4、5引脚，单片机芯片U12的第26引脚接反相器U13的第9、10引脚，单片机芯片U12的第12引脚接反相器U13的第12、13引脚。反相器U13的第3引脚接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接LED1。反相器U13的第6引脚接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接LED2。
反相器U13的第8引脚接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接LED3。反相器U13的第11引脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接LED4。数字控制模拟电子开关U14的第7引脚接地。数字控制模拟电子开关U14的第13引脚滑线变阻器R23的滑动端和瓷片电容C26的一端，瓷片电
容C26的另一端接地GND，滑线变阻器R23的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R23的另一个固
定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第14引脚滑线变阻器R24的滑动端和瓷片电容
C27的一端，瓷片电容C27的另一端接地GND，滑线变阻器R24的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R24的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第15引脚滑线变阻器R25的滑
动端和瓷片电容C28的一端，瓷片电容C28的另一端接地GND，滑线变阻器R25的一个固定端
接3.3V，滑线变阻器R25的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第12引脚滑线变阻器R26的滑动端和瓷片电容C29的一端，瓷片电容C29的另一端接地GND，滑线变阻器
R26的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R26的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第1引脚滑线变阻器R27的滑动端和瓷片电容C30的一端，瓷片电容C30的另一端接地
GND，滑线变阻器R27的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R27的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第5引脚滑线变阻器R28的滑动端和瓷片电容C31的一端，瓷片电容
C31的另一端接地GND，滑线变阻器R28的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R28的另一个固定
端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第2引脚滑线变阻器R29的滑动端和瓷片电容C32
的一端，瓷片电容C32的另一端接地GND，滑线变阻器R29的一个固定端接3.3V，滑线变阻器R29的另一个固定端接地GND。数字控制模拟电子开关U14的第4引脚滑线变阻器R30的滑动
端和瓷片电容C33的一端，瓷片电容C33的另一端接地GND，滑线变阻器R30的一个固定端接
3.3V，滑线变阻器R30的另一个固定端接地GND。单片机芯片U12采用STC公司的
STC12C5A32S2单片机，反相器U13采用74HC595芯片，数字控制模拟电子开关U14采用单8通
道数字控制模拟电子开关CD4051芯片。5路按键采集电路采用完全一样的设计方案，使用软件ID编号区别每块按键采集电路，5路按键采集电路与处理器电路之间采用RS-485总线连
接，由于RS-485总线可以支持多个终端，因此本发明还可以扩展到更多按键需求的情况。

[0028] 本实施例针对舞台灯光控制而设计，用户使用灯库设置方式，通过DMX512协议最多控制1024台电脑灯，内置多种图形效果，方便对电脑灯进行效果控制，如画圆、走八字、彩虹等多种效果；参数（速度、大小、展开偏移量、方向）均可独立设置，可叠加输出。VGA接口可连接彩色CRT或液晶显示器，提供详细直观的人机界面。并且采用立的光电隔离DMX输出口，保护控制台安全运行，具有强抗干扰性。主要的指标如下：

[0029]指标项目 指标值
信号输入 100 240VAC，50/60Hz
~
供电功率 25W
DMX512通道数 1024
可控调光硅路数 1024
最大电脑灯数 1024
最大重演程序数 600
最大快照数 100
内置图形数 135