专利名称：灯光控制机的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种应用计算机控制复杂灯光图案的高级灯光控制机。主要应用于广告、装璜、舞台布置等场合。
目前，灯光控制一般可归纳为两种方式。一类不含计算机控制。一般发光器开关较少。(一个发光器开关可独立开通和关闭一组发光器。例如，多个灯泡串联或并联计为一组发光器)；另一类是应用计算机控制的方式。一般发光器开关较多，以便产生复杂的灯光效果。
本实用新型为一应用计算机的控制机。与本控制机在技术上属同类的有实用新型“灯光控制器”(专利号89214546.3，申请日89.7.26，公告号CN2056004U)。为了将大量图案控制数据送至对应的开关控制位，它采用两级地址译码的方式(见“灯光控制器”权利要求书独立权利要求及说明书)产生大量的片选线，这种方式在“灯光控制器”与计算机间、“灯光控制器”内部均有很多连线，发光器开关越多，连线越复杂，这对降低成本和故障率都是不利的。
本实用新型的目的是提供一种采用移位寄存器工作方式控制复杂灯光变化的灯光控制机。其特点是成本低、线路简洁、结构合理、便于安装、可靠性高、抗干扰能力强等。
本实用新型的目的采用以下技术方案来实现控制机包括主机、灯光控制终端，它们之间以导线连接。图案数据从计算机或其外围芯片的输出口输出至终端的输入口，图案数据在由移位寄存器所组成的控制逻辑中移位，转化成并行数据，至对应的控制位后，控制发光器开关，开通或关闭发光器。
控制机的主机可以是如实施例所示的单片计算机；也可以是单板机，如TP801；也可以是通用计算机，如IBM个人计算机。发光器开关可采用双向可控硅，以充分利用它在交流电使用条件下反向自动关断的特性，简化控制方式。
由于上述灯光控制机方案中，主机与灯光控制终端之间，采用了移位寄存器方式传送数据到对应的控制位，使主机与灯光控制终端之间的连线减少，甚至在灯光控制终端内部减少连线，降低了成本，灯光效果越复杂，控制机的性能价格比越高。结构的简化也方便了安装和维护。
图1为本实用新型的总体结构框图。
图2为实施例1所要表现的灯光效果示意图图3为实施例1的单片机主机结构原理图。
图4为实施例1的终端中移位寄存器的工作原理图。
图5为实施例1中数据信号DATA、移位信号CLK、锁存信号STROBE的时序关系图。
图6为实施例2的Z80－PIO引线图。
图7为实施例3的计算机打印机并行口引线图。
图8为本实用新型中灯光驱动部件的一种实施例的电路原理图。
以下结合附图1～8，给出本实用新型的三个实施例，对本实用新型及有关技术细节作进一步详细说明。根据总体结构框图图1，控制机由主机［1］和灯光控制终端［2］组成。实施例1中主机采用8051单片计算机；实施例2中主机采用单板计算机TP801；实施例3中主机采用IBM PC／AT通用型计算机。。实施例1、实施例2、实施例3中灯光控制终端均由以下三部分组成8片移位寄存器集成电路组成的控制逻辑电路［3］、60路驱动和双向可控硅组成的发光器开关［4］、发光器［5］彩灯。
实施例1的工作原理如下(参考图1、2、3、4、5、8)本实施例1所要表现的灯光效果如图2所示，这是一个模拟时钟秒针走动的大型灯光控制机。图面上有60根呈放射状的线，每一根线代表一串灯泡，分别由L1～L60表示，控制机要求从L1开始顺序每秒点亮一串灯泡，每一时刻只有一串灯泡亮。图3中U0为单片机8051，U1为程序存储器，U2为数据存储器，P1.0(Pin1)、P1.1(Pin2)、P1.2(Pin3)为U0的P1口的三个端子(DATA、CLK、STROBE)，组成主机的输出口。灯光图形变化由灯泡的亮和灭决定的，将灯泡亮和灭的规律按时间顺序列成表格，形成图案数据，存储在计算机的数据存储器U2内。这样，在计算机的数据存储器U2中的数据是
灯光控制终端(见图4)中，8片移位寄存器U3～U10串接，形成一64位的移位寄存器。STROBE、DATA、CLK为终端的输入口，与主机的对应端连接。移位寄存器采用MC14094，其中集成了移位寄存器和输出锁存器，STR、D、C、OE分别为MC14094的锁存端、数据输入端、时钟端和输出允许端，Q1～Q8为并行数据输出端，QS为串行数据输出端。U3～U10的输出端S01～S60共60路，每一路都接一灯光驱动部件(见图8)。
控制机工作时，主机首先将第1秒的第1个数据“1”(对应于L1)送至其P1口的P1.0端(数据信号DATA)。然后，P1.1、P1.2通过软件分别产生移位信号CLK、锁存信号STROBE。CLK作为灯光控制终端中移位寄存器的移位信号，STROBE信号作为MC14094的数据锁存信号。DATA、CLK、STR的时序关系如图5所示。实现这种时序如下首先，将P1.0、P1.1、P1.2清零，然后将图案数据输出至DATA上，接着输出高电平“1”至P1.1，形成CLK的上升沿，此上升沿将DATA上的图案数据移入移位寄存器，然后将P1.1清零，即CLK恢复低电平“0”，这样就完成了将一位图案数据DATA传送至移位寄存器的一个工作周期。如此输送60次后，第1秒的图案数据L1～L60就移位到位了，此时输出高电平“1”至P1.2，产生锁存信号STROBE的上升沿，此上升沿将移位寄存器中的图案数据锁存在输出锁存器。由于MC14094的输出允许端OE接高电平，于是图案数据通过驱动电路控制双向可控硅的开通。双向可控硅在交流电电压过零时自动关断，因此图案数据为1时，可控硅导通，彩灯亮；图案数据为0时，双向可控硅关断，彩灯灭。至此，图2中的L1亮，表示第1秒。等待1秒钟后，将第2秒的数据如上述过程处理，则图2中的L2亮。如此循环反复，则时钟钟面上呈秒针走动的活动图形。
实施例2为一利用单板计算机TP801作主机的控制机方案。其灯光控制终端与实施例1相同。图6中Z80－BUS为TP801的总线。主机部分用其并行口Z80PIO的端口A产生与灯光控制终端对应的图案数据DATA、移位信号CLK、锁存信号STROBE，三线具体引线如下PA0(Pin15)为DATA；PA1(Pin14)为CLK；PA2(Pin13)为STROBE。时序的产生过程与实施例1相同，不再重复。
实施例3为一利用通用计算机作主机的控制机方案。其灯光控制终端与实施例1相同。图7中CN1为通用计算机打印机并行口，产生与灯光控制终端对应的图案数据DATA、移位信号CLK、锁存信号STROBE，三线均引自打印机并行口的数据线，具体引线如下Pin2为DATA；Pin3为CLK；Pin4为STROBE。时序的产生过程与实施例1相同，不再重复。
灯光驱动部件(见图8)中，光电耦合器ISO1隔离了移位控制逻辑和双向可控硅开关，三极管T1放大输入电流，驱动ISO1。T2驱动双向可控硅S1，控制彩灯LAMP亮灭。电源采用市电220伏，VCC、VCC1为两组隔离的电源。三极管选用2N5551；双向可控硅选用TLC336；ISO1选用4N25；R1、R2、R3、R4、R5、R6分别为10KΩ、1KΩ、10MΩ、6.8KΩ、510Ω、51Ω。
权利要求1.一种由计算机、发光器、控制逻辑电路及发光器开关组成的灯光控制机，主要应用于广告、装璜、舞台布置等场合，其特征是控制机由两部分组成包含有计算机的主机[1]；包含有控制逻辑电路[3]、发光器开关[4]、发光器[5]的灯光控制终端[2]，主机[1]的输出口与灯光控制终端[2]的输入口连接，灯光控制终端[2]至少包含一个移位寄存器。
2.按权利要求1所规定的灯光控制机，其特征是主机中包含单片计算机。
3.按权利要求1所规定的灯光控制机，其特征是主机中包含通用计算机。
4.按权利要求1所规定的灯光控制机，其特征是主机中包含单板计算机。
5.按权利要求1所规定的灯光控制机，其特征是灯光控制终端中的发光器开关采用双向可控硅。
专利摘要本灯光控制机主要应用于广告、装璜、舞台布置等场合，它能直接灵活地控制多个发光器，产生多种灯光变化效果。采用主机——灯光控制终端结构，主机内含有计算机，灯光控制终端采用移位寄存器方式接受主机发出的图案数据，比采用多级译码方式工作的控制器，节约了成本，便于安装，同时长引线的减少，使故障率降低，可靠性提高。上述特点使该控制机的应用范围扩大到低成本领域。
文档编号H05B39/04GK2142629SQ9220913
公开日1993年9月22日 申请日期1992年5月4日 优先权日1992年5月4日
发明者何青 申请人:何青