DMX512协议说明

DMX512协议1.协议简介DMX是DigitalMultipleX的缩写,意为多路数字传输。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),包括电气特性、数据协议、数据格式等方面的内容。2.电气特性和物理层2.1.电气特性DMX512采用EIA-485标准。发送端：逻辑“1”以两线间压差+(2～6)V表示；逻辑“0”以两线间压差为-(2～6)V表示；接收端：A比B高200mv以上即认为是逻辑“1”；A比B低200mv以上即认为是逻辑“0”。2.2.拓扑结构如图1所示为EIA-485电路拓扑结构，一条EIA-485数据链路包括一个差分线驱动设备(D)和多个差分接收终端(R)。图1基于485的DMX512拓扑结构2.3.DMX512端口及数据链路因为是采用485差分信号传输，因此DMX512端口一般采用3针或5针接口，相对应的导线则为1对或2对双绞线，导线同时应采用箔片或编织筛包裹。XLR针口分配如下表1所示，其中辅助数据链路可以不用。作用标准中针的定义DMX512功能公共地1屏蔽地主要数据链路2(黑)数据1-3(白)数据1+辅助数据链路4(绿)数据2-5(红)数据2+表1DMX512端口信号分配基于EIA-485传输距离理论上可以达到1200m，建议控制在800m以内，若要加长传输距离，则需考虑中继器。DMX512数据链路的终接方式应消除信号环路和信号反射，否则可能导致正确设计的系统出现误操作。采用结终端电阻的方式可以消除信号反射，DMX512标准要求，终端电阻应放置在数据+和数据-信号针之间，阻抗范围120Ω+5%~120Ω-10%。3.数据协议格式及传输DMX512协议规定数据以数据包的形式通过异步通讯的方式进行传输。每个数据包由若干数据帧组成,每帧数据包括1位低电平起始位、8位数据位和2位高电平停止位。DMX512协议要求数据传输的波特率为250kbps,亦即每位的传输时间为4us,每帧数据的传输时间为44us,它支持多达512帧数据传输,每帧数据与相应的控制支路相对应。数据包的传送要符合一定的格式和时序要求，每个包需要发送2～513个字节数据(由总线设备来确定)。为了使接收器能够分辨出第一帧数据,每一个数据包以一个不短于88us的低电平信号为起始信号,即所谓的BREAK信号,接收器接收到BREAK信号就准备接受随后而来的数据帧;紧接着BREAK信号之后是不短于8us的高电平信号MAB(MarkafterBreak);之后就是数据帧。在DMX512协议中,MAB之后的第一帧数据被称为SC(Startcode),即起始字节，在协议中规定其为零,但在实际应用中可以由生产厂家自己确定其具体的值,以传递特殊消息。SC标明其后面的数据是8位控制信号数据帧。一个数据包发送完成后，可以发送MTBP。MTBP(MarkTimeBetweenPackets)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”,高电平有效数据帧之间可以有时间间隔,也可以没有;同样,数据包之间可以有时间间隔,也可以没有。DMX512协议规定BREAK信号、MAB信号的最短时间,并规定BREAK信号、MAB信号、数据帧之间及数据包之间的时间间隔的最大值不得超过1s,否则做出错处理,但是DMX512协议并未对出错处理做任何规定。DMX512协议所规定的数据格式如图2所示，各信号的定时时间如表2所示图2DMX512协议帧结构和信息包结构表2DMX512定时表注：表中NS意为宽度没有严格限制图2中，虚线框内为一个数据帧的格式，S为1个比特起始位(低电平)，E为2比特的停止位(高电平)，D0～D7为8个比特的控制数据，其电平组合从00000000～11111111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,00000000(0)对应灯光最暗,11111111(255)对应灯光最亮。信息包中，第1帧对应第1回路的灯具，第2帧对应第2回路灯具，依此类推，第512帧对应第512回路灯具，灯具回路的地址在灯具上可设置。4总结DMX512协议是一种基于主从式的协议，能够适应一对多的灯光控制系统。该协议虽然能把不同厂家产品连接起来并实施控制，但由于只能单向传输，控制台与被控设备之间无法实现真正的信息交互，被控设备只能被动地接收控制台的控制信息，被控设备自身的状态信息不能反馈到控制台。该协议要求控制台必须提前为被控制设备分配好地址，以便被控制设备能够准确无误地接收控制指令。但由于信息帧结构中没有传输地址，因此如果某一帧信号由于干扰等原因导致在传输中出现错误，那么此帧后面的所有信息均将出现误传，同时信息出错后，灯具不能回馈出错信息，这是限制基于DMX512协议的设备发展的主要原因。