DMX512控制器組成及光控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

在燈具調(diào)光和控制中，人們大量采用了DMX512的控制協(xié)議，它是由美國劇場技術(shù)協(xié)會(United State InsTItute for Theatre Technology，Inc)于1986年8月提出的一個(gè)能在一對線上傳送512路可控硅調(diào)光亮度信息的標(biāo)準(zhǔn);DMX512通信方式是采用了異步通信格式，每個(gè)調(diào)光點(diǎn)由11位組成，其中一個(gè)是起始位，8位調(diào)光數(shù)據(jù)，兩個(gè)停止位。每一次傳輸能512個(gè)調(diào)光點(diǎn).EIA485(RS485);DMX512是圍繞工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EIA485接口設(shè)計(jì)的.EIA485屬于接口、電壓、電流等的“電”端。

DMX512控制器能夠輸出標(biāo)準(zhǔn)的DMX512控制信號，DMX512控制器能夠輸出標(biāo)準(zhǔn)的DMX512控制信號，能夠級聯(lián)多DMX燈具，可以配合LED DMX驅(qū)動(dòng)組成一個(gè)完整的DMX控制系統(tǒng);在大型的LED戶外裝飾工程中，由DMX512控制器和DMX驅(qū)動(dòng)組成的控制系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)通常DMX512控制器內(nèi)置3針XLR接口，這點(diǎn)很不好，國外都采用5針，這樣可以跟音頻連接線區(qū)分!

dmx512控制器—主要組成部分

dmx512控制器是一種重要電路控制部件，在很多的場合中都會有更加廣泛的使用，對于需求者而言能夠大致的了解下設(shè)備的組成部分顯得很重要，下面和大家一起簡單的分析下dmx512控制器的組成部分，能夠給使用者在購買設(shè)備的時(shí)候提供更加到位的性能，給大家的選購提供一定的幫助作用。一般在設(shè)計(jì)設(shè)備的時(shí)候很好的采用了模塊化設(shè)計(jì)，那么這種設(shè)備的組成部分有哪些呢?請看下面段解;

dmx512控制器組成部分：CPU模塊功能描述

其實(shí)我們從這個(gè)名字中就可以知道，CPU指的就是設(shè)備的中心部分，也是設(shè)備的計(jì)算部分，一般設(shè)備使用的過程中我們會以相應(yīng)的單片機(jī)作為基礎(chǔ)，這樣的能夠保證數(shù)據(jù)信號的銜接不受到任何因素的影響，同時(shí)利用外圍的電路提供相應(yīng)的時(shí)鐘計(jì)算，CPU中央模塊的輸入以及信息的處理頻率能夠很好的輔助其不受到任何的干擾。

dmx512控制器組成部分：RGB模塊

在設(shè)備使用的過程中RGB模塊是影響到設(shè)備使用的重要保障，也是色彩的重要基礎(chǔ)，值得一提的是，設(shè)備的中央采用了PWM模塊幫助提升設(shè)備的提升，同時(shí)對不同的調(diào)色方案進(jìn)行記錄，幫助設(shè)備更好的進(jìn)行銜接。RGB模塊能夠很好的輔助設(shè)備進(jìn)行發(fā)亮，這樣的設(shè)計(jì)能夠很好的輔助設(shè)備更好的進(jìn)行使用。

dmx512控制器組成部分：按鍵模塊

為了幫助設(shè)備進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)置，按鍵模塊也是設(shè)備的重要組成部分，一般來說設(shè)備的選擇都是以簡潔性為主，這樣的設(shè)計(jì)能夠很好的輔助設(shè)備進(jìn)行必要的使用，便于不同的設(shè)備進(jìn)行使用，同時(shí)操作性上也有不少的改觀。

dmx512控制器—設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

DMX512是圍繞工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EIA-485接口設(shè)計(jì)的。EIA-485屬于接口、電壓、電流等的“電”端。

系統(tǒng)是基于沿著屏蔽導(dǎo)體雙絞線的向下對稱發(fā)送而建立的。這種纏繞結(jié)構(gòu)確保所產(chǎn)生的干擾會同樣地作用于兩個(gè)信號，因此保證了一致的數(shù)字定相。所用的導(dǎo)線應(yīng)該是由一條或兩條雙絞線、箔片和編織篩所構(gòu)成的合適的數(shù)據(jù)導(dǎo)線。對稱音頻導(dǎo)線則不能完成這個(gè)工作。

通常地，就如任何網(wǎng)段一樣，導(dǎo)線兩頭應(yīng)該有兩個(gè)終端。燈光控制臺通常在一頭作為終端，而另一頭應(yīng)該只有一個(gè)120Ω的電阻。EIA485規(guī)范只支持“雛菊鏈”或每段上最多以32個(gè)“單元負(fù)載”所構(gòu)成的串行網(wǎng)絡(luò)。制造商聲稱每段可以長達(dá)1000m。但是，要特別指出的是，中繼器的作用應(yīng)該考慮到700m或800m左右，這樣可以防止環(huán)境的異常。

dmx512控制器—DMX燈光控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)方案

DMX512燈光控制器目前在LED控制領(lǐng)域得到了已經(jīng)了廣泛應(yīng)用，技術(shù)相當(dāng)成熟，可靠性高，基于本文開發(fā)的控制系統(tǒng)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，產(chǎn)品已經(jīng)在市場得到廣泛應(yīng)用。

下面我們就來一起看看這個(gè)方案的實(shí)現(xiàn)路徑吧。

如圖1為一典型的DMX燈光控制系統(tǒng)，PC主機(jī)通過燈光控制系統(tǒng)進(jìn)行顯示方案的設(shè)定并通過DMX控臺輸出給DMX控制系統(tǒng)。圖中綠色部分為本文介紹內(nèi)容，系統(tǒng)中的其他節(jié)點(diǎn)將在其他文章中進(jìn)行介紹說明。

圖 1DMX燈光控制系統(tǒng)

1、硬件實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)硬件框圖如圖 2系統(tǒng)硬件框圖：

圖 2系統(tǒng)硬件框圖

2、CPU模塊功能描述

CPU模塊是系統(tǒng)的主要部分，由CPU控制完成系統(tǒng)的全部功能，本系統(tǒng)采用PIC18F4431單片機(jī)作為控制器。外圍電路由10M晶振提供時(shí)鐘，同時(shí)作兼容設(shè)計(jì)，可由時(shí)鐘芯片MAX7381直接提供時(shí)鐘輸入。電路如圖 3外圍時(shí)鐘電路所示。

圖 3外圍時(shí)鐘電路

3、RGBW模塊

本模塊由CPU的PWM模塊控制，實(shí)現(xiàn)對LED RGB全彩燈的控制，以實(shí)現(xiàn)不同的色彩顯示方案。

本模塊電路結(jié)構(gòu)簡單，對應(yīng)的RGBW四路輸出分別接在了CPU的四個(gè)PWM輸出I/O管腳，由PWM模塊輸出相應(yīng)的脈沖波形，以控制4個(gè)MOS管的打開和關(guān)斷，從而得到不同的色彩方案。

4、按鍵模塊

用于用戶進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，在當(dāng)前版本中沒有使用到本功能。每個(gè)按鍵通過上拉電阻上拉后直接接到CPU的I/O管腳即可。

5、無線接收模塊

本模塊用于接收來自配套的無線遙控器的控制信號，以方便用戶進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)定和測試。

本模塊使用了臺灣KEYMARK公司專用的無線收發(fā)套裝芯片，該模塊采用曼徹思特編碼。本系統(tǒng)中為接收芯片，該芯片接口簡單，只需要一個(gè)I/O即可實(shí)現(xiàn)信號的接收，并由軟件來完成信號的處理。

6、RS-485模塊

RS-485接收模塊用于實(shí)現(xiàn)DMX512協(xié)議，DMX512協(xié)議使用的物理層接口即為RS-485接口。

本模塊使用了通用485接口芯片MAX487用于實(shí)現(xiàn)RS-485接口與單片機(jī)的UART串口的電平轉(zhuǎn)換。接口電路如圖 4MAX487外圍電路。[!--empirenews.page--]

圖 4MAX487外圍電路

7、電源模塊

本系統(tǒng)控制不但要為控制器內(nèi)部供電，還要為外部RGB燈條供電，因此必須使用大功率電源，電源電壓可支持多種規(guī)格的電源，48V，24V，12V等，并支持電壓檢測和過流檢測。電源模塊輸入為AC 220V/50-60HZ。模塊內(nèi)部需提供5V和3V電源。5V使用HVLM2594轉(zhuǎn)換得到，3V使用AS1117由5V轉(zhuǎn)換得到，用于給無線模塊供電。

8、軟件實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用PIC18單片機(jī)，編譯器為PICC18 8.35PL2，C語言編程。系統(tǒng)軟件框圖如圖 5系統(tǒng)軟件框圖。

圖 5系統(tǒng)軟件框圖

其中：

1)無線接收模塊由外部中斷函數(shù)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)曼徹斯特解碼。

2)電壓檢測由A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，用于檢測供電電壓，如果供電電壓過低或過高則進(jìn)入相應(yīng)保護(hù)。

3)DMX數(shù)據(jù)接收由串口中斷實(shí)現(xiàn)，由軟件實(shí)現(xiàn)DMX512協(xié)議，檢測到DMX512數(shù)據(jù)幀后，將數(shù)據(jù)放入緩存，并置相應(yīng)標(biāo)志位。

4)RGB輸出由定時(shí)中斷函數(shù)控制，定時(shí)時(shí)間到，置相應(yīng)標(biāo)志位，根據(jù)當(dāng)前RGB緩存數(shù)據(jù)刷新RGB輸出。