利用51单片机实现DMX512协议控制LED灯

　　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EIA485标准。
　　发送端：逻辑1以两线间压差（26）V表示；
　　逻辑0以两线间压差为（26）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EIA485电路拓扑结构，一条EIA485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。
　　基于EIA485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120512010。
　　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2513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信号就准备接收随后而来的数据帧；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），D0D7为8个比特的控制数据，其电平组合从0000000011111111共有256个状态（对应十进制数的0255），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
　　原理图如下：
　　DMX512接收数据includedefineucharunsignedchardefineuintunsignedintdefineON1defineOFF0sbitRP17；sbitGP16；sbitYP15；sbitCOMP37；sbitEN485P34；sbitWorkLEDP33；sbitTXDP31；uintAddress；SetR，SetG，SetB；3路接收和设置地址bitstartok，Headok；bitDMX512ok；DMX512信号标志ucharcnt；ucharRdat，Gdat，Bdat；RGB三路数据uintDMXchannel；DMX三路的起始地址ucharPWM；功能描述：延时函数隶属模块：无函数属性：无参数说明：无返回说明：无注：。。。。。voidDelay（uintms）｛uinta，b；for（ams；a！0；a）for（b1210；b！0；b）；WDTCONTR0x3d；｝功能描述：PWM扫描隶属模块：无函数属性：无参数说明：无返回说明：无注：。。。。。voidRGB（void）｛ucharx；for（x255；x！0；x）for（PWM0；PWM！255；PWM）｛if（RdatPWM）｛RON；｝else｛ROFF；｝if（GdatPWM）｛GON；｝else｛GOFF；｝if（BdatPWM）｛YON；｝else｛YOFF；｝｝｝功能描述：七彩跳变函数隶属模块：无函数属性：无参数说明：无返回说明：无注：。。。。。voidTianbian（void）｛ucharx1，y；do｛switch（x）｛case1：RON；GYOFF；Delay（5）；break；case2：GON；RYOFF；Delay（5）；break；case3：YON；GROFF；Delay（5）；break；case4：ROFF；GYON；Delay（5）；break；case5：GOFF；RYON；Delay（5）；break；case6：YOFF；GRON；Delay（5）；break；case7：YON；GRON；Delay（5）；break；default：x1；break；｝if（y100）｛y0；x；｝｝while（！DMX512ok）；｝功能描述：主函数隶属模块：无函数属性：无参数说明：无返回说明：无注：。。。。。voidmain（void）｛SCON0xD0；UART工作于方式3波特率为（1SMOD）（定时器1的溢出率）32REN1接收允许PCON0x0；不倍频，晶振24MAUXR0X40；T1工作在1T模式12TMOD0x20；T1工作于8位自动重装模式TH10xFD；波特率2083312250KTL10xFD；TR11；开定时器1PS1；设置串口中断为最高优先级ES1；开UART中断EA1；开总中断WDTCONTR0x3d；开看门狗64分频16M0。67scnt3；3通道EN4850；MAX485收发选择EN4851发，EN4850收P1M10X00；P1口设为推挽输出P1M00XFF；P3M10X00；P3口设为推挽输出P3。7为普通IOP3M00XFE；COM0；P10；WorkLED0；RGYOFF；Delay（10）；while（1）｛DMX512ok0；DMX512信号标志DMXchannel0；DMX三路的起始地址WDTCONTR0x3d；RGB（）；if（！DMX512ok）｛Tianbian（）；无信号｝｝｝功能描述：串口中断函数，实现DMX512数据接收隶属模块：无函数属性：无参数说明：无返回说明：无注：。。。。。voidRec（void）interrupt4｛if（RI1）｛RI0；if（Headok）收到头码就可以收数据码｛DMX512ok1；if（AddressDMXchannel）R地址比较｛RdatSBUF；取出数据cnt；if（！cnt）｛Address0；startok0；cnt3；Headok0；｝｝if（AddressDMXchannel1）G地址比较｛GdatSBUF；取出数据cnt；if（！cnt）｛Address0；startok0；cnt3；Headok0；｝｝if（AddressDMXchannel2）G地址比较｛BdatSBUF；取出数据cnt；if（！cnt）｛Address0；startok0；cnt3；Headok0；｝｝if（Address512）地址溢出｛Address0；startok0；cnt3；Headok0；到此512个比较完｝｝else｛if（！RB8）判断收到的第九位数据，只有在DMX送出88us低电平的中断信号时（也叫同步码，起始码，），RB8才会为0｛startok1；收到起始位Address0；0255共256个通道｝elseif（startok）｛Headok1；收到设备信息数据｝｝｝｝