控光原理——DMX512控制協(xié)議

 目前，DMX512控制協(xié)議于諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如數(shù)字燈光系統(tǒng)以及其他舞臺(tái)燈光設(shè)備。因此，舞臺(tái)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)DMX512控制協(xié)議的程序結(jié)構(gòu)、控制原理以及其應(yīng)用有一定了解。

1、DMX512燈光控制協(xié)議

DMX是Digital MultipleX的縮寫，意為多路數(shù)字傳輸。DMX512控制協(xié)議是美國(guó)舞臺(tái)燈光協(xié)會(huì)(usITT)于1990年發(fā)布的燈光控制器與燈具設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全稱是USITT DMX512(1990)，包括電氣特性、數(shù)據(jù)協(xié)議、數(shù)據(jù)格式等方面的內(nèi)容。

每一個(gè)DMX控制字節(jié)叫做一個(gè)指令幀，稱作一個(gè)控制通道，可以控制燈光設(shè)備的一個(gè)或幾個(gè)功能。一個(gè)DMX指令幀由1個(gè)開始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位和2個(gè)結(jié)束位共ll位構(gòu)成，采用單向異步串行傳輸，如圖1所示。

圖1 DMX512定時(shí)程序的幀結(jié)構(gòu)(上圖)和信息包結(jié)構(gòu)(下圖)

圖1中虛線內(nèi)控制指令中的S為開始位，寬度為一個(gè)比特，是受控?zé)艟邷?zhǔn)備接收并解碼控制數(shù)據(jù)的開始標(biāo)志;E為結(jié)束位，寬度為兩個(gè)比特，表示一個(gè)指令幀的結(jié)束;D0D7為8位控制數(shù)據(jù)，其電平組合從0000~一l1111111共有256個(gè)狀態(tài)(對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的0～255)，控制燈光的亮度時(shí)，可產(chǎn)生256個(gè)亮度等級(jí)，0000~(0)對(duì)應(yīng)燈光最暗，l1111111(255)對(duì)應(yīng)燈光最亮。DMX512指令的位寬(每比特寬度)是4s，每幀寬度為44弘s，傳輸速率為250kbps。

一個(gè)完整的DMX512信息包(Packet)由一個(gè)MTBP位、一個(gè)Break位、一個(gè)MAB位、一個(gè)SC和512個(gè)數(shù)據(jù)幀構(gòu)成。MTBP(MarkTimeBetweenPackets)標(biāo)志著一個(gè)完整的信息包發(fā)送完畢，是下一個(gè)信息包即將開始的“空閑位”，高電平有效。Break為中斷位，對(duì)應(yīng)一個(gè)信息包結(jié)束后的程序復(fù)位階段，寬度不少于兩個(gè)幀(22比特)。程序復(fù)位結(jié)束后應(yīng)發(fā)送控制數(shù)據(jù)，但由于每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的第一位(即開始位)為低電平，所以必須用一個(gè)高電平脈沖間隔前后兩個(gè)低電平脈沖，這個(gè)起間隔、分離作用的高電平脈沖即MAB(Mark After Break)，此脈沖一到，意味著“新一輪”的控制又開始了。SC(STartCode)意為開始代碼幀(圖1中的第0幀)，和此后到來的數(shù)據(jù)幀一樣，也是由11位構(gòu)成，除兩個(gè)高電平的結(jié)束位之外，其他9位全部是低電平，通常將其叫做第0幀或第0通道(Ch~nelNo0)，可理解為一個(gè)不存在的通道(NON一~istent Channe1)。

表1 DMX512信息包定時(shí)表

表1是DMX512信息包的定時(shí)表，表中NS意為NmSpec~ed，寬度沒有嚴(yán)格限制，由程序設(shè)計(jì)者自行決定，比如MTBP的寬度可以介于0～1秒之間。

調(diào)光控制臺(tái)每發(fā)送一個(gè)信息包，可以對(duì)全部512個(gè)受控通道形成一次全面的控制。發(fā)送一個(gè)信息包的時(shí)間大約是23Ⅱls，每秒鐘將對(duì)所有512個(gè)受控通道完成44次控制，即受控光路的刷新頻率44Hz，如果實(shí)際受控通道少于512個(gè)，那么刷新頻率將相應(yīng)提高。

2、DMX512協(xié)議的基本作用機(jī)理

一個(gè)DMX接口最多可以控制5l2個(gè)通道，因?yàn)殡娔X燈一般都有幾個(gè)到幾十個(gè)功能，所以。一臺(tái)電腦燈需占用少則幾個(gè)、多則幾十個(gè)控制通道。下面通過一個(gè)功能簡(jiǎn)單，通道較少的小型電腦燈的DMX通道表，看一下DMx5l2的控制過程與原理。

該電腦燈有八個(gè)DMX控制通道，一個(gè)顏色輪，兩個(gè)圖案輪，具有調(diào)光、頻閃、搖頭及變換光線顏色、圖案等功能，其DMX通道序號(hào)、通道編碼和對(duì)應(yīng)功能如表2所示。

表2 電腦燈DMX通道表

表2中的DMX數(shù)值用十進(jìn)制數(shù)表示，07對(duì)應(yīng)8位控制數(shù)據(jù)的二進(jìn)制組合為00000~000000111.

232～255對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制組合為11101000～11111111，其他以此類推。將DMX協(xié)議中某一指令幀的部分或全部8位二進(jìn)制組合形成電腦燈某～功能轉(zhuǎn)換或狀態(tài)變化的這一過程即解碼與控制。

從表2中可清晰得出通道數(shù)等相應(yīng)數(shù)據(jù)以及功能，表內(nèi)DMX通道和DMX數(shù)值及功能是對(duì)DMX接口設(shè)置起始地址編碼的重要依據(jù)。此外，基于表2內(nèi)容，可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)DMX接口所帶單元負(fù)載數(shù)目的有效計(jì)算。