舞台灯光DM512控制协议详细讲解.docx

舞台灯光 DMX512 控制协议详解 设备技术网 时间:2010-3-31 单片机的原理如下图-2 单片机内部的 ROM 中储存将并行数据转换为规定格式的串行信号的程序编码。在灯光控制台中加入一块单片机的接口电路板，原灯光控制计算机将输往各调光回路的亮度数据送到单片机中，单片机将各路亮度数据转换为串行的符合DMX512 协议的信号，送往各调光器。数字传输的计算机灯光控制台框图如图-3。 DMX-512 标准在通讯的电气标准上采用了EIA-485 标准。它采用平衡输出的发送器， 差分输入的接收器。 发送器有一对输出线，当一根线上的信号为高电平时另一根线上的信号变为低电平， 反之亦然，线之间的信号极性因此翻转过来。这两种状态分别代表“1”和“0”。一般情况下，传输线路只用两根线，不用公共地线，线路完全平衡。这使得通信双方由于地电位不同而对通信线路产生的干扰减至最少。再配以先进的专用接口电路，传输的稳定性也相当好。这在当时是比较先进的。 传送数据采用异步的串行格式。调光器的亮度数据被顺序地发送，从调光器 1 开始，到最后一个调光器结束，直到第 512 的最大值。 在第一个亮度发出以前，先送出一个复位信号（BREAK）。复位信号(图-4 中的①)由持续至少 88 微秒的一个低电平(2 帧时间)或再长的持续时间组成。并且在后面紧跟一个空的开始代码。接着开始顺序传送亮度信号数据。 有效的调光器亮度将是十进制 0～255，代表调光器的亮度输入控制值由关闭到完全亮足的线性关系。 在复位（BREAK）和开始代码之间有一个标记，它的持续时间(参见图-4 中的②)将不少于 8 微秒并且不大于 1 秒（所有的 DMX512/1990 发生器将在 BREAK 后产生一个不少于 8 微秒的标记）。 跟在复位后的空字符(所有位都为零)是一个特殊定义的字节。空字符开始表明随后的数据作为顺序的一路路８位的调光器的亮度信息。 每个亮度数据的传输格式如下： 第 1 位为开始位，低电平； 第 2 到第 9 位为调光器的亮度数据位，由最低的位到最高的位，正逻辑。第 10，11 位为停止位，高电平。无奇偶位。 数据率为每秒 250 千位（250 kHz） 每位时间为 4.0 微秒 每帧时间为 44.0 微秒 512 个调光器数的最小的更新时间为 22.67 毫秒 512 个调光器的最大的更改率为 44.11 次/秒 由此可见，DMX512 发出的一串数据，除了开始的复位信号，大于 8 微秒的标记及一个“0”的数据外，都是一个个亮度数据，最多 512 个。 资料 资料发送基于一种 8 位异步串行协议，带一个开始位（低电平）和两个停止位（高电平），没有奇偶校验。因此一个资料帧有 11 位元。由于每一位的宽度是 4 祍，所以发送一个帧需要 44 祍的时间。如果线路要发送一个连续的数据流，则会产生 250000b/s 的资料率，或称 250k 波特。 8 位字对于每个调光器允许以 0 到 255 的范围来发送 256 个独立级别。 开始位和停止位用于使发送器和接收器同步。资料线通常处于高电平；实际上它空闲时会处于高电平状态（更多的是处于这种状态）。开始位的出现促使接收器投入工作，后面的 8 位元资料被扫描且被译码（希望如此）。然后接收器等待停止位到来，停止位过后会再次出现这个过程。我们需要停止位有两个理由：让接收器有充分的时间处理输入的资料；让线路处于高电平的状态，这样下一个“开始”才能被检测到。图1 描述了一个帧里面的位电平，这个帧中含有资料“0”和“255”。 迄今为止已经解释得很清楚了，但是还没有完，DMX512 最多可支持 512 个调光器， 现在我们只看到了第 1 个，那么怎样为所有的调光器处理资料呢？答案是简单的，只是不断重复这个过程！ 好的，就是那么简单。不过现在的情况可不是那么简单了，我们在段上取得了一个数据流，但是没有办法辨别哪一帧是属于哪一个调光器的。看“DMX 包”部分的提示。 DMX512“包” DMX512 包是这个标准的核心，它由一个包含深层同步信息的帧集合构成，其中的深层信息也就是一个“Break”和一个“Mark-after-break”。就是这个信息使接收器能够检测到一个帧的开始，因此能够处理接收到的资料。 帧定时检验显示了线路处于低电平的最长时间是4 祍(开始位)＋8×4 祍(资料位)＝36 祍，但是一个“Break”包含至少 88 祍的“低电平”，这两者的不同很容易被检测到，可用于调光器的同步。 “ Mark-after-break ” 在线路上是“ 高” 状态， 至少 8 祍时间的宽度， “Mark-after-break”是必需的，因为这样才能检测到“Break”，否则帧的开始位会紧随“Break”，使线路一直陷入低电平状态。此时将会