DMX512協議及對接口電路的分析
時間：2018-04-25 來源：未(wei)知(zhi)
1、DMX512協議簡(jian)介
DMX 是(shi)(shi)Digital MultipleX 的縮寫，意為多(duo)路數(shu)字(zi)傳(chuan)輸(具有512條信息的數(shu)字(zi)多(duo)路復(fu)用”)。DMX512控(kong)制協議是(shi)(shi)美國舞臺燈光協會(usITT)于1990年(nian)發布(bu)的燈光控(kong)制器(qi)與燈具設備(bei)進(jin)行數(shu)據傳(chuan)輸的工(gong)業(ye)標準(zhun)，全(quan)稱是(shi)(shi)USITTDMX512(1990);
DMX512 在其物(wu)理層采(cai)用(yong)EIA-485差分信號(hao)，結合可(ke)變尺寸(cun)，基(ji)于分組的(de)通信協議。它是(shi)單(dan)向的(de)。DMX512不(bu)包(bao)含(han)自(zi)動錯誤(wu)檢查和糾正(zheng)功能(neng)，因此不(bu)適用(yong)于危險應用(yong)，如煙火或(huo)舞臺(tai)裝置的(de)移動。電(dian)(dian)(dian)(dian)磁干(gan)擾，靜電(dian)(dian)(dian)(dian)放電(dian)(dian)(dian)(dian)，不(bu)正(zheng)確的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜端接(jie)，電(dian)(dian)(dian)(dian)纜過長(chang)或(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜質(zhi)量(liang)都可(ke)能(neng)造成虛假觸(chu)發，但是(shi)在連接(jie)控制(zhi)器(如照(zhao)明(ming)控制(zhi)臺(tai))與調光器和特效設備等都有廣泛應用(yong)。
2、DMX512協議分析
2.1、DMX512指令幀介(jie)紹：
每一個(ge)DMX 控(kong)(kong)制(zhi)字(zi)節叫做(zuo)一個(ge)指令幀，稱作一個(ge)控(kong)(kong)制(zhi)通道，可以控(kong)(kong)制(zhi)燈光設備的(de)一個(ge)或幾(ji)個(ge)功能。一個(ge)DMX 指令幀由(you)1個(ge)開(kai)始位(S)、8個(ge)數(shu)據位(D0-D8)和2個(ge)結束(shu)位(E)共(gong)11位構成，采用單向異步串行(xing)傳輸，如圖1所示。
圖1 DMX512 定時程序的幀結構(上圖)和(he)信息(xi)包結構(下(xia)圖)
圖1 中(zhong)虛線內(nei)控制指令中(zhong)的(de)S 為(wei)開始位，寬度為(wei)一個比特，是受(shou)控燈具準備接收并解碼(ma)控制數據的(de)開始標志;
E為結(jie)束(shu)位，寬度(du)為兩個(ge)比(bi)特(te)，表(biao)示一(yi)個(ge)指令幀的結(jie)束(shu);
D0～ D7為8 位控制數(shu)據，其電(dian)平(ping)組合從00000000一11111111 共(gong)有(you)256個(ge)狀態(tai)(對(dui)應(ying)十(shi)進制數(shu)的0～255)，控制燈光的亮(liang)度時，可產生256個(ge)亮(liang)度等級(ji)，0000~ (0)對(dui)應(ying)燈光最暗，11111111(255)對(dui)應(ying)燈光最亮(liang)。
DMX512指(zhi)令的位寬(kuan)(kuan)(每比特寬(kuan)(kuan)度(du))是(shi)4 us，每一個指(zhi)令幀11位，故指(zhi)令幀寬(kuan)(kuan)度(du)為44 us，傳輸速率為1/44us = 250 kbps。
2.2、DMX512信(xin)息包
一個(ge)(ge)(ge)完整的DMX512信(xin)息包(Packet)由(you)一個(ge)(ge)(ge)MTBP位(wei)、一個(ge)(ge)(ge)Break 位(wei)、一個(ge)(ge)(ge)MAB位(wei)、一個(ge)(ge)(ge)SC 和512個(ge)(ge)(ge)數據幀構成。
MTBP(Mark TimeBetween Packets)標志著一個完整的信息包(bao)發送完畢，是下(xia)一個信息包(bao)即(ji)將(jiang)開(kai)始的“空(kong)閑位”，高電(dian)平有(you)效。
Break為中(zhong)斷位，對應(ying)一個信息包結(jie)束后(hou)(hou)的(de)程(cheng)序復位階段，寬度不少于兩個幀(22 比特)。程(cheng)序復位結(jie)束后(hou)(hou)應(ying)發送控制數(shu)據，
MAB位(wei)，由于(yu)每一個(ge)(ge)數(shu)據幀的第一位(wei)(即(ji)開始位(wei))為低電(dian)平，所以(yi)必須用一個(ge)(ge)高電(dian)平脈沖(chong)間隔(ge)(ge)前后兩個(ge)(ge)低電(dian)平脈沖(chong)，這個(ge)(ge)起間隔(ge)(ge)、分離作(zuo)用的高電(dian)平脈沖(chong)即(ji)MAB(Mark After Break)，此脈沖(chong)一到(dao)，意味(wei)著“新一輪”的控制又開始了。
SC(Start Code)意為開始代碼幀(圖(tu)1中的(de)第(di)0幀)，和(he)此(ci)后(hou)(hou)到(dao)來的(de)數(shu)據幀一樣(yang)，也是由11 位(wei)(wei)構成，除最(zui)后(hou)(hou)的(de)兩個(ge)高電平的(de)結束位(wei)(wei)之外，其他9位(wei)(wei)全部是低電平，通常將其叫(jiao)做第(di)0 幀或(huo)第(di)0通道(dao)(Ch~nel No 0)，可理(li)解為一個(ge)不(bu)存在的(de)通道(dao)(Non一~istent Channe1)。
表(biao)1 DMX512 信息包定時表(biao)
表(biao)1 是(shi)DMX512 信息包的(de)定時表(biao)，表(biao)中NS意為自己(ji)設定，寬度沒有嚴格限制，由程序設計者自行決定，比如MTBP的(de)寬度可以(yi)介于0～1秒(miao)之(zhi)間，其他建議采用典型值(zhi)。
調光(guang)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)臺每(mei)發送(song)一(yi)個(ge)信(xin)息(xi)包，可以對全(quan)部(bu)512個(ge)受(shou)控(kong)(kong)(kong)(kong)通(tong)道(dao)形成一(yi)次(ci)全(quan)面的(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)。發送(song)一(yi)個(ge)信(xin)息(xi)包的(de)時間(jian)大約(yue)是23 ms，每(mei)秒鐘(zhong)將對所有512個(ge)受(shou)控(kong)(kong)(kong)(kong)通(tong)道(dao)完(wan)成44 次(ci)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)，即受(shou)控(kong)(kong)(kong)(kong)光(guang)路的(de)刷(shua)新(xin)頻(pin)率(lv)44 Hz，如果實際受(shou)控(kong)(kong)(kong)(kong)通(tong)道(dao)少于512個(ge)，那(nei)么刷(shua)新(xin)頻(pin)率(lv)將相應提高。
3、DMX512接口電路
以下(xia)是使(shi)用RJ45連(lian)接器的接線及驅動電(dian)路 ：
(XLR-5和RJ45基本類似)
表2 DMX512 設(she)備(bei)使用RJ45連接器的接線(xian)表
圖2 DMX512 設備接口驅動電路(lu)
4、C51開發的DMX512發送程序
[cpp] view plain copy
1. // 串口工作在(zai)方式3
2. void send_dmx (void)
3. {
4. unsigned int count;
5. EA = 0;
6. TXD = 1; //break
7. TXD = 0;
8. Delay88us();
9. TXD = 1;
10. Delay8us();
11. TB8 = 1; //MAB
12. SBUF = 0x00;
13. while (!TI);
14. TI = 0;
15. for (count=0 ; count
16. TB8 = 1;
17. SBUF = XBYTE[count];
18. while(!TI);
19. TI = 0;
20. }
21. TXD = 1;
22. EA = 1;
23. }
5、C51開(kai)發的DMX512接(jie)收程(cheng)序
[cpp] view plain copy
1. // 串口工(gong)作在方(fang)式(shi)3
2. void uart(void) interrupt 4
3. {
4. static bit flag = 0;
5. if(RI) {
6. if(RB8 == 0) {
7. if(SBUF == 0)
8. flag = 1; //set flag when meet a break
9. Recv.count = 0; //reset uart data counter
10. }
11. else if (flag == 1) {
12. if(Recv.count == 0) //byte after reset
13. if(SBUF != 0) //not a start code
14. flag = 0; //error, reset flag
15. if(Recv.count >= Recv.addr && Recv.count <; Recv.addr + CTL_LEN) {
16. Recv.dat.Byte[Recv.count - Recv.addr] = SBUF;
17. }
18. If (Recv.count < 512) Recv.count++;
19. else flag = 0;
20. }
21. RI = 0;
22. }
23. }
