[发明专利]一种花式群组烟花燃放控制系统及其设计方法

权利要求书

1.一种花式群组烟花燃放控制系统，其特征在于，包括与烟花群组相连接的燃放控制器和与所述燃放控制器相连接的控制电脑；

所述燃放控制器与烟花群组通过将烟花群组的点火头并联后汇入燃放控制器的主线进行连接；

所述燃放控制器包括：MCU系统、信号隔离电路和电源模组；

所述MCU系统用于烟花燃放的精确时序控制，同时通过串口接收外部输入指令，可以在线调整不同通道的点火延迟时间；

所述信号隔离电路用于实现弱信号控制大电流的开断；

所述电源模组用于为所述MCU系统和信号隔离电路稳定供电。

2.根据权利要求1所述的花式群组烟花燃放控制系统，其特征在于，所述电源模组采用宽压输入的开关电源芯片TPS4530，并设计两级电压变化。

3.根据权利要求1所述的花式群组烟花燃放控制系统，其特征在于，所述MCU系统包括作为主控芯片F103系列单片机，并配置有如下外设资源：串口、定时器、12路DO、12路LED灯。

4.根据权利要求1所述的花式群组烟花燃放控制系统，其特征在于，所述信号隔离电路包括用于实现弱信号控制大电流的开断的大功率MOS管IRF8910和用于提高主控的驱动能力与信号的隔离能力的高速耐压数字隔离器CD74HC541。

5.一种花式群组烟花燃放控制系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

选择花式群组烟花燃放控制系统的项器件选型；

进行燃放控制器的硬件电路设计及PCB布板；

进行燃放控制器的硬件电路测试；

进行燃放控制器的软件功能开发；

对花式群组烟花燃放控制系统进行功能调试以及烟花燃放试验。

6.根据权利要求5所述的花式群组烟花燃放控制系统设计方法，其特征在于，进行燃放控制器的硬件电路设计及PCB布板的方法包括：

设计MCU系统；

设计信号隔离电路；

设计电源模组。

7.根据权利要求6所述的花式群组烟花燃放控制系统设计方法，其特征在于，所述MCU系统的设计方法包括：

选择F103系列单片机为主控芯片，并配置如下外设资源：串口、定时器、12路DO、12路LED灯指示等功能，同时采用SWD实现程序的下载和调试，设计硬件复位电路。

8.根据权利要求6所述的花式群组烟花燃放控制系统设计方法，其特征在于，所述信号隔离电路的设计方法包括：

根据烟花燃放时短路电流的大小选择功率MOS管提供驱动能力；

设计高速数字信号隔离电路。

9.根据权利要求6所述的花式群组烟花燃放控制系统设计方法，其特征在于，所述电源模组的设计方法包括：采用宽压输入的开关电源芯片TPS4530作为电源模组，并设计两级电压变化。

10.根据权利要求5所述的花式群组烟花燃放控制系统设计方法，其特征在于，进行燃放控制器的软件功能开发的方法包括以下步骤：

在Keil-MDK5编译环境中开发软件，根据项目需求，逐一模块化开展功能模块的开发，所述功能模块包括：ARM单片机硬件时钟初始化、LED等功能引脚初始化、12通道DO初始化、定时器初始以及串口初始化；

系统上电后，首先执行硬件初始化操作，包括12路输出引脚驱动、串口驱动、系统时钟配置以及相应的中断处理；

进入死循环等待上位机通过串口发送程序运行指令或者延迟时间设置指令；

当主控通过串口接收到运行指令后，开始按照设定延迟时间完成通道短路控制，默认通道间延迟时间为1s，通过指令改变每个通道的延迟时间。