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1、基于同步DMX512的LED控制系统设计付进华,谷爱昱,杨晖(广东工业大学自动化学院,广州510006)摘要:介绍DMX512灯光控制协议的帧及其数据格式、传输方式,分析DMX512的优缺点和异步DMX512的缺点;提出采用SD5128芯片实现同步DMX512协议以及对RGBLED灯的控制,并给出了软硬件设计方法。关键词:DMX512;同步;SD5128;单片机;LED中图分类号:TP333.2文献标识码:ALEDControlSystemBasedonSynchronousDMX512FuJinhua,GuAiyu,YangHui(InstituteofAutoma
2、tion,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China)Abstract:ThispaperintroducestheframeofthelightingcontrolprotocolDMX512,itsdataformatandtransmissionmode.ItanalyzestheadvantagesanddisadvantagesofDMX512,andtheshortcomingsofasynchronousDMX512.ThispaperproposesthatthesynchronousDMX512
3、protocolandthecontrolofRGBLEDlightsberealizedbyusingSD5128chip,andfinallyprovidesthedesignmethodsofthesoftwareandhardware.Keywords:DMX512;synchronization;SD5128;microcontroller;LEDDMX512在电气特性、数据结构方面与DMX512协议大引言致相同,采用同步传输的方法来进行两线移位传输,并且灯光控制系统大量采用了由USITT(美国剧场技术采取了SPI一位传输的方法来避免DMX512协议的地址设置问题
4、。同步DMX512保留了DMX512的电气特性,协会)提出的DMX512通信协议,该通信协议采用异步通故在灯与灯之间的距离不是很远的情况下,不使用RS485信格式。灯具控制方案主要包括DMX512协议、DALI总线方案、SPI移位总线方案。DMX512是现在最流行的控总线。制方法,但是在实际应用中多采用控制器互联来进行控制1DMX512灯光控制协议的照明方案,软件比较复杂。DALI总线是欧洲提出的一种灯光控制总线方案,DALI系统中每个灯具都有一个地DMX512协议是一个数字调光协议,应用它能够对舞址和一组控制命令,但其通信的速度不够快。SPI移位总台、剧场、演播室等场所的
5、调光器以及其他的控制设备进线方案是采用级联的方法,变化速率很高,但是此方法数行数字控制,适用于一点对多点的主从控制。其互联形式据量比较大,灯之间的线较多,软件难度大,产品可靠采用了多点总线结构,不存在信息通路阻塞问题,可靠性性差。较高。DMX512标准要求每个灯具都要有一个控制器,而每协议规定控制信号数据包的传输通过异步通信的方个灯都要设置地址很麻烦,异步传输方式也很麻烦。针对式进行。一个DMX512数据包包含起始码和512个数据此缺点,本文提出了基于SD5128的同步DMX512的LED帧。每一帧数据包括1位低电平起始位、8位数据位、2位控制系统设计。本文给出了同步DMX5
6、12实现的软硬件高电平停止位。一个数据帧代表一个控制通道,因此该协设计方法,在硬件上增加了存储接口芯片以实现灯光控制议支持512个控制通道。DMX512协议的帧结构与数据数据的移动存储,具有更好的拓展性。包结构如图1所示。同步DMX512是采用同步DMX512总线(用一根线2SD5128及其同步DMX512协议实现控制数据的移位和置入)的同步串行传输的方式,吸取了DMX512和SPI移位总线两者的优点。同步SD5128是高集成度低功耗LED控制芯片。它采用paper@mesnet.com.cn(投稿专用)2011年第2期533LED控制系统设计3.1硬件设计
7、硬件结构如图4所示。相比传统的DMX512主从控制模式要简单很多,只有一个主控制器(MCU)、级联的SD5128芯片和存储DMX512数据文件的USB接口芯片。图1DMX512协议的帧结构与数据包结构SD5128与RGBLED灯的连接方式如图5所示。可的单线传输模式,内置采样/时钟再生电路、数字锁相电以实现单色256个灰度变化以及2563种混合颜色变化,路、移位寄存器、脉宽调制模块,级联能力超过1024颗芯达到更好的混色效果。片;提供3个I/O通道,每通道最大8mA输出电流,采用外置驱动的工作模式,可驱
