下载文档原格式
应用微控制器进行标准DMX512通信1. 引言DMX512是一种传输协议用于最专业的剧院灯光组件,例如调光器,扫描仪,移动灯、追光灯、扫描等等。
这个应用笔记介绍了一个用于传输和接收标准DMX512通信协议的解决方案，这样就可以实现使用任何PIC微控制器提供一个通用异步收发器（UART）模块。
特别需要指出的是，通用设备PIC18F24J10，被用来在本应用笔记提供的代码示例。
它提供了1024字节的数据存储器,它允许演示代码来存储数据,为整个512通道缓冲(尽管这并不是必需的对于典型的应用)。
只有一个外部RS-485兼容的收发器必须完成应用程序的框架。
DMX解决方案分为两部分：1.DMX512发送部分：这部分将解释如何生成和传输标准DMX512数据包。
这是分为两个小节：(a)如何生成和传输标准DMX512包；(b)一个演示程序，说明如何发送命令到一个标准DMX512调光接收器。
2.DMX512接收部分：这部分将解释如何接收标准DMX512数据包。
再次，它分为两个小节：(a)如何接收数据；(b)一个演示程序，它接收到的数据发送到PWM模块用于控制一个LED的亮度。
2. 背景在过去，变自耦变压器被用来控制剧场舞台灯光。
这需要长期在台上线供电的灯具，整个团队将需要手动控制变压器。
后来，电动机接通了自耦变压器，使控制少麻烦。
最后，模拟控制采取了自耦变压器的地方，变的很受欢迎，尤其是0 - 10V模拟游戏机。
尽管如此，该系统有三大缺点：1.这容易产生噪音。
2.非线性调光可根据不同类型的灯具。
3.一个单独的控制线，需要每个灯。
随着计算机技术变得更具成本效益，新的数字调音台来到市场，并与他们需要一个新的标准，使来自不同制造商的设备进行互操作的需要。
美国剧场技术研究所，USITT的，首先制定了在1986年之间的调光器和阿司匹林标准数字接口DMX512协议浓度，后来扩大并于1990年改善。
该电流的发展标准DMX512 - A是目前管理的娱乐服务与技术协会（的ESTA）。
DMX-512协议（1）DMX-512协议简史20世纪80年代初，随着计算机技术的发展，数字调光技术逐步出现并逐步取代模拟调光技术，相继出现各种数字传送形式的通信协议，如D54、A V AB、CMX、PMX和EMX等。
这些协议，虽然大多利用RS-232或RS-422标准的物理接口，但不同厂商之间还是存在一定的差异，不能通用。
为了使各厂商生产的调光台和调光器能相互连接，USITT于1986年制定了专门用于控制台与调光器之间数据通信的标准DMX-512（1987）。
协议很快就到世界各国灯光设备厂商的响应。
1990年USITT又对DMX-512协议作了修改和补充，成为DMX-512/1990。
DMX-512/1990协议的全称是《DMX-512/1990 Digital Data Transmission Standard For Dimmer And Controllers(调光器与控制台用数据传输标准）》，它就是目前正在执行的版本。
此后，著名的美国娱乐业服务与技术协会ESTA（Entertainment Services and Technology Association,)又加入了DMX-512协议的修订工作，2002年10月25日，ESTA发布了修订后的DMX-512标准草案，简称为DMX-512-A。
新标准在保护、安全、兼容性等方面作了较多的修改，允许实现双向数据传输，新标准完全向下兼容，即按DMX-512-A标准生产的设备完全可在DMX-512/1990协议下工作。
（2）DMX-512的相关设备与工艺DMX是digital multiplex(数字多路复用）的英文缩写，512表示一对数据线上可同时传输512个通道的调光控制信号。
该标准对信号传输的相关电气特性、数据格式、数据协议、插接件和线缆等方面作了规定。
DMX-512标准定义下，512路灯光控制号可以用一对信号线传输，另外还有一根额外的电线作为参考“信号地”。
DMX512协议DMX512编辑DMX51协议最先是由USITT （美国剧院技术协会）发展成为从控制台用标准数字接口控制调光器的方式。
DMX51超越了模拟系统，但不能完全代替模拟系统。
DMX512勺简单性、可靠性以及灵活性使其迅速成为资金允许情况下选择的协议,除了调光器外，一系列不断增长的控制设备就是证据。
DMX51仍然是科学上的一 个新领域，具有在规则基础上产生的各种奇妙技术。
1DMX512丁光控制卡2设计标准3针口分配4资料5DMX51“ 包”6定时总结DMX51灯光控制卡编辑CREATO 快捷CR-DMX51扩展卡，是根据用户实际需要而自行选配的，主要是用来增加中控主机对DMX512空制协议的支持。
用来控制支持 DMX51勃、议的系列灯具，如电脑摇头灯、LED跑马灯、LED旋转灯泡、DMX水晶魔球灯、家用舞台灯具等。
主要特点：,采用国际通行的DMX512传输协议;,单卡最多可达512个通道输出，单台中控可支持4张DMX51控制卡;,256级调光灰度;,标准的EIA485接口;,采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好；,DMX512卡可以把舞台灯光的控制移植到触模屏或则平板电脑上来，可以做场景预设，简化操作等；,可直接控制采用相同协议的任何调光器，组成数码调光控制系统,可控制各类DMX51协议的调光器、硅箱、控制器，甚至冷焰机、烟幕机、电脑灯等效果设备;,可储存灯光场景，可编辑走灯程序，同时支持调光台运行手动调光场景，集控场景,走灯程序。
CR-DMX51灯光控制卡系统链接图设计标准编辑DMX51是围绕工业标准EIA-485接口设计的。
EIA-485属于接口、电压、电流等的“电”端。
系统是基于沿着屏蔽导体双绞线的向下对称发送而建立的。
这种缠绕结构确保所产生的干扰会同样地作用于两个信号，因此保证了一致的数字定相。
所用的导线应该是由一条或两条双绞线、箔片和编织筛所构成的合适的数据导线。
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。
DMX512协议说明：DMX512数据协议是美国舞台灯光协会（USITT）于1990年发布的一种灯光控制器与灯具设备进行数据传输的标准。
它包括电气特性，数据协议，数据格式等方面的内容。
DMX512电气特性与RS-485完全兼容，驱动器/接收器的选择，线路负载和多站配置等方面的要求都是一致的。
DMX512数据协议规定使用250kbps的波特率。
数据格式：每桢为11位：正逻辑电平表示法。
第1位是起始位0，低电平有效；第2-9位是数据位，由低位到高位，高电平为1，低电平为0；第10位是信号位，为0表示此桢是复位信号，为1表示此桢是数据信号。
第11位是停止位1，高电平有效。
定义说明：在进行正常数据传输之前，发送1桢复位信号，其数据为0，第10位为0，声明数据传输的正常的开始。
随后紧接若干数据块，每个数据块的第1桢数据称为起始桢，其数据的范围从0-255,第10位为1，表示接收此数据块的设备类型，起始桢的后续数据表示对此接收设备的命令桢，其数据的范围从0-255，第10位为1。
设备总数最多512个。
操作DMX512电脑灯控台时，点击其命令按钮，则相对应的数据发送出去。
依此发送完最后一个数据块的最后一桢命令桢后，即完成一轮的数据传输，随即又开始新的一轮的数据传输，一直循环进行。
改变命令时，相对应的数据改变。
复位信号--数据块1（起始桢+m桢数据）--数据块2（起始桢+m桢数据）-...-数据块n（起始桢+m桢数据）DMX 512是国际通用的一种高速说句出书的协议，采用RS485硬件线路，和一般的RS485通信有所不同。
1、采用单向通信。
2、DMX 512通信需要传输一个88us的低电平数据，作为一包数据的起始帧头，接收方有间隙检测电路，需找数据起始帧头，无通信校验。
3、DMX 512通信的固定波特率为250Kbps，由于通信协议开放，效率可靠性高，在传统舞台行业广泛运用，兼容DMX 512通信接口已是大功率LED照明控制系统里默认的选择。
舞台灯光 DMX512 控制协议详解DMX512 协议最先是由 USITT （美国剧院技术协会） 发展成为从控制台用标准数字接口控制调光器的方式。
DMX512 超越了模拟系统，但不能完全代替模拟系统。
DMX512 的简单性、可靠性（假如能够正确安装和 使用的话！）以及灵活性使其迅速成为资金允许情况下选择的协议，除了调光器外，一系列不断增长的控 制设备就是证据。
DMX512 仍然是科学上的一个新领域，具有在规则基础上产生的各种奇妙技术。
EIA485(RS485) DMX512 是围绕工业标准 EIA485 接口设计的。
EIA485 属于接口、电压、电流等的“电”端。
系统是基于沿着屏蔽导体双绞线的向下对称发送而建立的。
这种缠绕结构确保所产生的干扰会同样地作 用于两个信号，因此保证了一致的数字定相。
所用的导线应该是由一条或两条双绞线、箔片和编织筛所构 成的合适的数据导线。
对称音频导线则不能完成这个工作。
通常地，就如任何网段一样，导线两头应该有两个终端。
灯光控制台通常在一头作为终端，而另一头应 该只有一个 120Ω 的电阻。
EIA485 规范只支持“雏菊链”或每段上最多以 32 个“单元负载”所构成的串行网络。
制造商声称每段可以 长达 1000m。
但是，要特别指出的是，中继器的作用应该考虑到 700m 或 800m 左右，这样可以防止环境 的异常。
XLR 连接器的针口分配（表 1） 针线 1 屏蔽 信号 地/0 伏 数据– 数据＋ 备用数据－ 备用数据＋2 内部导体（黒） 3 内部导体（白） 4 内部导体（绿） 5 内部导体（红）DMX512 控制线采用 5 针 XLR（有时候是 3 针）连接设备(如表 1)；母接口适用于发送器，而公接口适 用于接收器。
规范中建议用一条两对导线（4 个连接口）来实现屏蔽，虽然只是需要其中一对。
第二对导线用于未指 定的可选场合中。
必须注意的是一些调光器使用这些线来指示故障和状态信息。
DMX512协议说明：DMX512数据协议是美国舞台灯光协会（USITT）于1990年发布的一种灯光控制器与灯具设备进行数据传输的标准。
它包括电气特性，数据协议，数据格式等方面的内容。
DMX512电气特性与RS-485完全兼容，驱动器/接收器的选择，线路负载和多站配置等方面的要求都是一致的。
DMX512数据协议规定使用250kbps的波特率。
数据格式：每桢为11位：正逻辑电平表示法。
第1位是起始位0，低电平有效；第2-9位是数据位，由低位到高位，高电平为1，低电平为0；第10位是信号位，为0表示此桢是复位信号，为1表示此桢是数据信号。
第11位是停止位1，高电平有效。
定义说明：在进行正常数据传输之前，发送1桢复位信号，其数据为0，第10位为0，声明数据传输的正常的开始。
随后紧接若干数据块，每个数据块的第1桢数据称为起始桢，其数据的范围从0-255,第10位为1，表示接收此数据块的设备类型，起始桢的后续数据表示对此接收设备的命令桢，其数据的范围从0-255，第10位为1。
设备总数最多512个。
操作DMX512电脑灯控台时，点击其命令按钮，则相对应的数据发送出去。
依此发送完最后一个数据块的最后一桢命令桢后，即完成一轮的数据传输，随即又开始新的一轮的数据传输，一直循环进行。
改变命令时，相对应的数据改变。
复位信号--数据块1（起始桢+m桢数据）--数据块2（起始桢+m 桢数据）-...-数据块n（起始桢+m桢数据）DMX 512是国际通用的一种高速说句出书的协议，采用RS485硬件线路，和一般的RS485通信有所不同。
1、采用单向通信。
2、DMX 512通信需要传输一个88us的低电平数据，作为一包数据的起始帧头，接收方有间隙检测电路，需找数据起始帧头，无通信校验。
3、DMX 512通信的固定波特率为250Kbps，由于通信协议开放，效率可靠性高，在传统舞台行业广泛运用，兼容DMX 512通信接口已是大功率LED照明控制系统里默认的选择。
