基于微控制器的智能DMX512信號儀設(shè)計(jì)與研究

李釗海

【摘要】DMX512協(xié)議應(yīng)用在調(diào)光器，電腦燈、光束燈等燈光設(shè)備控制上，遵循DMX512協(xié)議開發(fā)出的相關(guān)產(chǎn)品包括DMX512控臺、DMX512信號放大器、DMX512中繼器，DMX512解碼器等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在不同領(lǐng)域發(fā)揮著不同的作用，由于這些產(chǎn)品主要是遵循DMX512協(xié)議并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一些具體的功用。本文通過對微控制器的智能DMX512信號儀的設(shè)計(jì)與研究進(jìn)行了詳實(shí)的闡釋，以期更好的推進(jìn)微控制器的智能化進(jìn)步與發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】微控制器；DMX512；信號儀

前言

DMX512信號是一種協(xié)議，最先是由USITT（美國劇院技術(shù)協(xié)會）發(fā)展成為從控制臺用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口控制調(diào)光器的方式。DMX512超越了模擬系統(tǒng)，但不能完全代替模擬系統(tǒng)。DMX512的簡單性、可靠性以及靈活性使其迅速成為一種標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議。DMX512仍然是科學(xué)上的一個新領(lǐng)域，具有在規(guī)則基礎(chǔ)上產(chǎn)生的各種奇妙技術(shù)。目前國內(nèi)很多廠家生產(chǎn)的DMX512設(shè)備發(fā)出的信號還有一些缺陷，影響接收設(shè)備的接收，誤碼率較高。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的智能DMX512信號儀能夠分析DMX512設(shè)備發(fā)來的信號是否標(biāo)準(zhǔn)，如不是標(biāo)準(zhǔn)信號則對信號進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)處理并重新發(fā)送給從設(shè)備，從而減少誤碼率，提高信號精度。

一、智能DMX512信號儀概述

舞臺、演播廳燈光控制的計(jì)算機(jī)化得益于可控硅和微型計(jì)算機(jī)兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。利用計(jì)算機(jī)燈光控制技術(shù)，舞臺影視燈光藝術(shù)有了長足的發(fā)展，大量可控的燈光回路，得心應(yīng)手的場景布光和隨心所欲的變化控制，可靠的海量存儲和快速準(zhǔn)確的現(xiàn)場重演，加上大量計(jì)算機(jī)控制的燈具和煙霧機(jī)、換色器等輔助裝置，使演出燈光如一朵絢麗的奇葩，開放在演藝舞臺上。

可以說，計(jì)算機(jī)燈光控制技術(shù)為演出燈光插上了騰飛的翅膀，但燈光藝術(shù)的發(fā)展，又不斷對控制設(shè)備提出了更多更高的要求，促使燈光控制設(shè)備一次次升級換代，快速發(fā)展。另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，也給燈光控制設(shè)備的更新發(fā)展、升級換代提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

作為燈光控制計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備，可控硅調(diào)光器與計(jì)算機(jī)控制臺之間的信號聯(lián)接經(jīng)過了模擬傳輸?shù)綌?shù)字傳輸?shù)膿Q代，此信號現(xiàn)在主要使用DMX512協(xié)議。國內(nèi)廠商為降低成本與縮短時間，生產(chǎn)的產(chǎn)品往往精度與質(zhì)量都有所降低，而終端用戶要求價格便宜，質(zhì)量高的產(chǎn)品，從而客戶與廠商之間就會產(chǎn)生一定的矛盾，這個矛盾主要也由產(chǎn)品之間的通信不標(biāo)準(zhǔn)引起，如果能解決通信的不標(biāo)準(zhǔn)則可以解決兩者之間的矛盾。

智能DMX512信號儀洽洽能解決此問題，而且成本也不是很高，所以肯定能受到終端客戶的認(rèn)可。國內(nèi)燈光行業(yè)的不同的產(chǎn)品都會使用到DMX512協(xié)議，當(dāng)每個產(chǎn)品加一個智能DMX512信號儀從而達(dá)到國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也解決了廠商與客戶的矛盾，因此智能DMX512信號儀發(fā)展空間巨大。

二、智能DMX512信號儀設(shè)計(jì)的意義

DMX512所采用的EIA-485的電氣標(biāo)準(zhǔn)是一個總線型的傳輸線，任何一個接收設(shè)備只要接在這兩根傳輸線上，便可接收控制臺發(fā)出的數(shù)據(jù)信號。采用DMX512協(xié)議接收DMX512信號并從中取出本身需要的亮度數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為解碼器，解碼器將在接收過程進(jìn)行計(jì)數(shù)，取出本身需要的數(shù)據(jù)。例如對于24通道的光束燈，第一個光束燈將接收DMX512中第1至24個字節(jié)數(shù)據(jù)；每二個光束燈接收DMX512中第25至48個字節(jié)數(shù)據(jù)……。為了讓每臺光束光能正常接收到控臺通道信號，則每臺燈加上一個信號解碼器，解碼器本身有地址輸入，使用前必須輸入0至512之間的地址數(shù)。每次開機(jī)后解碼器中的CPU則讀取到本機(jī)的接收地址，根據(jù)地址便知道將從第幾個數(shù)據(jù)開始取用。

后來開發(fā)的許多效果燈具或燈具的附件如：電腦燈、換色器等等，都把控制邏輯湊合到0到255的范圍，即可通過DMX512線路傳輸控制信號。一個計(jì)算機(jī)燈光控制臺可同時控制調(diào)光器、電腦燈和換色器燈，減少了演出工作人員，提高了演出效果。

三、基于微控制器的智能DMX512信號儀的設(shè)計(jì)研究綜述

調(diào)光器，電腦燈、光束燈等這些產(chǎn)品主要是遵循DMX512協(xié)議并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一些具體的功用。然而這些產(chǎn)品雖然說遵循DMX512協(xié)議規(guī)則，但是卻沒有對經(jīng)過DMX512協(xié)議調(diào)制的信號或數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的驗(yàn)證，導(dǎo)致雖然名為DMX512協(xié)議數(shù)據(jù)，但實(shí)則卻沒有達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。智能DMX512信號儀研究的目的及意義在于檢測與校正不標(biāo)準(zhǔn)的DMX512信號或數(shù)據(jù)，降低信號誤碼率，提高DMX512控臺、DMX512信號放大器的等遵循和利用DMX512協(xié)議的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的穩(wěn)定與可靠。

電路的聯(lián)通不僅僅是單一線路上的開啟或者關(guān)閉，試想一下，如果那么多的城市路燈需要逐一去進(jìn)行開啟關(guān)閉豈不是太麻煩了。而且在亮度的控制方面也是個難以解決的問題?，F(xiàn)在依靠DMX512信號儀就可以輕松進(jìn)行微電腦的控制了，整個都交給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就變得安全又放心。并且很少有誤差或者意外的情況發(fā)生。工作人員只需要在室內(nèi)進(jìn)行簡單的操控和不同情況下的調(diào)節(jié)，就可以輕松完成一項(xiàng)復(fù)雜的工作。

在電路控制的作用工作原理方面，其實(shí)DMX512信號儀也非常的簡單。首先是一個控制的主板，將信號發(fā)送以及用來采集的系統(tǒng)，還有可以連接微電腦芯片的高端線路進(jìn)行焊接，并且在不斷的試驗(yàn)中調(diào)試出最準(zhǔn)確的收集的方式，另外，還有在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方面的設(shè)置。通過電腦的連接操作可以把整個系統(tǒng)程序輸入并且通過記憶載體的記憶進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，這樣的話再也不用麻煩的每一使用都進(jìn)行設(shè)置了，不僅方便而且高效。

另外在DMX512信號儀的終端可以連接上計(jì)算機(jī)的自動演算程序。這些程序只需要將所需要的條件數(shù)據(jù)或者相關(guān)的計(jì)算公式進(jìn)行錄入，然后通過最科學(xué)最快速的測算得到準(zhǔn)確數(shù)值，并且將其轉(zhuǎn)化為信號，最后發(fā)送到所需要操作的項(xiàng)目設(shè)備上，也就是照明設(shè)備本身，進(jìn)行指令下的具體操作在使用類似的電路控制器的時候，可以給人們的生活帶來更大的便利，讓一切控制變得如此簡單。相信在不久的將來，有著穩(wěn)定性能的DMX512信號儀可以進(jìn)行更多的便民服務(wù)，拓展更進(jìn)一步的市場需要。

結(jié)語

綜上所述，這對于基于微控制器的智能DMX512信號儀的設(shè)計(jì)與研究而言，DMX512不僅全面解決了一對雙絞線傳輸所有可控硅調(diào)光回路亮度信息的問題，還使不同廠商生產(chǎn)的控制臺與調(diào)光器得以互聯(lián)。后期開發(fā)的許多效果燈具或燈具的附件如：電腦燈、換色器等等，都把控制邏輯湊合到0到255的范圍，即可通過DMX512線路傳輸控制信號。一個計(jì)算機(jī)燈光控制臺可同時控制調(diào)光器、電腦燈和換色器燈，減少了演出工作人員，提高了演出效果。

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