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DMX512协议及对接口电路的分析

教育 2019-07-17 09:03:13 78 热搜网采编

  1、DMX512协议简介

  DMX 是Digital MultipleX 的缩写,意为多路数字传输(具有512条信息的数字多路复用”)。DMX512控制协议是美国舞台灯光协会(usITT)于1990年发布的灯光控制器与灯具设备进行数据传输的工业标准,全称是USITTDMX512(1990);

  DMX512 在其物理层采用EIA-485差分信号,结合可变尺寸,基于分组的通信协议。它是单向的。DMX512不包含自动错误检查和纠正功能,因此不适用于危险应用,如烟火或舞台装置的移动。电磁干扰,静电放电,不正确的电缆端接,电缆过长或电缆质量都可能造成虚假触发,但是在连接控制器(如照明控制台)与调光器和特效设备等都有广泛应用。

  2、DMX512协议分析

  2.1、DMX512指令帧介绍:

  每一个DMX 控制字节叫做一个指令帧,称作一个控制通道,可以控制灯光设备的一个或几个功能。一个DMX 指令帧由1个开始位(S)、8个数据位(D0-D8)和2个结束位(E)共11位构成,采用单向异步串行传输,如图1所示。

  

DMX512协议及对接口电路的分析  第1张

  图1 DMX512 定时程序的帧结构(上图)和信息包结构(下图)

  图1 中虚线内控制指令中的S 为开始位,宽度为一个比特,是受控灯具准备接收并解码控制数据的开始标志;

  E为结束位,宽度为两个比特,表示一个指令帧的结束;

  D0~ D7为8 位控制数据,其电平组合从00000000一11111111 共有256个状态(对应十进制数的0~255),控制灯光的亮度时,可产生256个亮度等级,0000~ (0)对应灯光最暗,11111111(255)对应灯光最亮。

  DMX512指令的位宽(每比特宽度)是4 us,每一个指令帧11位,故指令帧宽度为44 us,传输速率为1/44us = 250 kbps。

  2.2、DMX512信息包

  一个完整的DMX512信息包(Packet)由一个MTBP位、一个Break 位、一个MAB位、一个SC 和512个数据帧构成。

  

DMX512协议及对接口电路的分析  第2张

  MTBP(Mark TimeBetween Packets)标志着一个完整的信息包发送完毕,是下一个信息包即将开始的“空闲位”,高电平有效。

  Break为中断位,对应一个信息包结束后的程序复位阶段,宽度不少于两个帧(22 比特)。程序复位结束后应发送控制数据,

  MAB位,由于每一个数据帧的第一位(即开始位)为低电平,所以必须用一个高电平脉冲间隔前后两个低电平脉冲,这个起间隔、分离作用的高电平脉冲即MAB(Mark After Break),此脉冲一到,意味着“新一轮”的控制又开始了。

  SC(Start Code)意为开始代码帧(图1中的第0帧),和此后到来的数据帧一样,也是由11 位构成,除最后的两个高电平的结束位之外,其他9位全部是低电平,通常将其叫做第0 帧或第0通道(Ch~nel No 0),可理解为一个不存在的通道(Non一~istent Channe1)。

  表1 DMX512 信息包定时表

  

DMX512协议及对接口电路的分析  第3张

  表1 是DMX512 信息包的定时表,表中NS意为自己设定,宽度没有严格限制,由程序设计者自行决定,比如MTBP的宽度可以介于0~1秒之间,其他建议采用典型值。

  调光控制台每发送一个信息包,可以对全部512个受控通道形成一次全面的控制。发送一个信息包的时间大约是23 ms,每秒钟将对所有512个受控通道完成44 次控制,即受控光路的刷新频率44 Hz,如果实际受控通道少于512个,那么刷新频率将相应提高。

  3、DMX512接口电路

  以下是使用RJ45连接器的接线及驱动电路 :

  (XLR-5和RJ45基本类似)

  表2 DMX512 设备使用RJ45连接器的接线表

  

DMX512协议及对接口电路的分析  第4张

  

DMX512协议及对接口电路的分析  第5张

  图2 DMX512 设备接口驱动电路

  4、C51开发的DMX512发送程序

  [cpp] view plain copy

  1. // 串口工作在方式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开发的DMX512接收程序

  [cpp] view plain copy

  1. // 串口工作在方式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. }


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