DMX512协议及对接口电路的分析

news2024/9/23 23:30:56

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。

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。

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

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

图2 DMX512 设备接口驱动电路

4、C51开发的DMX512发送程序

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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. }