基于DMX512协议实现灯光节制的短隔绝无线通信体系的联想

2020-10-21 12:29  来自: 本站 作者:原创 浏览次数:

  技艺的广泛广泛,舞台和演播厅等灯光节制体例由守旧的仿效节制变更为数字限制。为相识决各厂家交战兼容性题目,美国剧场身手协会 (USITT)同意了DMX512左券范例。由于该协议纯洁实用•,如今的确悉数的灯光及舞台设备生产厂商都支持该限制左券,使之成为灯光范围的国际楷模。由于协议法规DMX512旗号颠末EIA-485有线线缆举办传输,这就造成在要求不利于有线布线的际遇下开发安装阻挠。是以,设计一种短距离

  DMX512协议适用于一点对多点的主从式灯光节制编制,主限定器往总线发送局限时序•,总线上的其我们从灯光修设接管总线数据,提取其对应通谈的数据,告终局部灯号的接收。

  公约规矩范围灯号数据包的传输始末异步通信的格式实行。一个DMX512数据包包含起始码和512个数据帧。数据帧内蕴含1个出发点位(低电平)、8个位数据和2个逗留位(高电平),没有奇偶校验。DMX512的记号数据传输率为250 kbps•,数据帧每位宽度为4μs•,发送一帧提供44μs。一个数据帧代表了一块控制通讲,所以该合同撑持512途局部通道。通俗舞台灯光作战可以同时接受多途通谈范围。收受的通叙数越多,接受的控制数据量也越大,灯光的呈现能力也就越强。譬如,某些舞台激光灯可以遵从需要投射出区别图案、神色甚至字符。 DMX512数据包的传输要符合必要的体例和时序要求。首要蕴藏1个至少88 μs的低电平输出起始符号(Break)•、出发点码帧、512个数据帧和末端的数据包解散标记(高电平)。限度器和收受器只有舒服DMX512数据包的时序恳求•,技能寻常完成主从机之间的通信。简直的暗记时序如图1所示。

  体系设计的目标是欺骗无线传输取代有线电缆,统治有线布线攻击的题目,以是在联想上必定惬心简便易摆设的请求,以包管与原有线所示,全体体例的硬件构造由微节制器单元(MCU)、射频收发单元和电源管制单元3局部组成。

  在任务式样上,一方面发射模块的MCU单元收受DMX512范围端的总线数据,领会并拆解总线数据,然后将数据颠末适合处理之后进程射频发送单元发送出去•;另一方面接收模块在接受无线数据之后,由MCU单元将数据整合重组,在收受端总线限定灯号。如此遐想的长处是可以将有线和无线传输相勾结•。在收受端架设一个无线接收模块就不妨包管该区域DMX512局限暗号赢得有效传输,并不供应为每个修筑都安插一个无线 微节制器单元

  STC12C5410。该单片机含有12 KB的Flash生存器、512字节RAM、异步串口(UART)和里面PLL单元等。内置的SPI总线范围器不妨方便地与射频芯片CC1100通信,而内里的ISP(在线可编程)模块许诺用户直接原委串口下载顺序,给体例软件跳级带来便捷要求。由于DMX512的数据波特率为250 kbps,以是选取16 MHz晶振行动时钟源,以便滋长同频波特率•。2.3 射频收发单元

  矫健等益处•。该芯片紧要设定任务在315 MHz、433 MHz•、868 MHz和915 MHz的物业、科学和医学波段;数据速率支撑1.2~500 kbps的可编程限制;供给-30~10 dBm的输出功率;最大空地发射间隔大于200 m,使命电压为1.8~3.6 V;最大支持64字节的收受和发送FIFO。联想人员能够过程SPI接口完结内里存放器配置,读写接受/发送FIFO等内里限度。2.4 接口

  联想接口电途的联想首要征求2部分:DMX512总线与单片机之间的通信,以及单片机控制 CC1100射频模块收发数据。由于DMX512总线数据帧式样与通用异步串口(UART)方法根底兼容,因此编制与DMX512总线的通信操纵串口通信接口。但DMX512暗号的电气接口榜样是EIA-485,与单片机的TTL电平接口不兼容,要完毕彼此通信,需要拣选电平变革芯片行动桥接电谈。在领悟和规复DMX512总线。在体系发送端•,历程MC3486将DMX512总线的差分数据蜕变为TTL电平数据,由单片机的串口接收数据;此外,串口的该引脚还同时衔接到单片机的P3.2/INTO口,用于分别DMX512总线的出发点象征(Break)•,提前申报单片机筹备接收总线数据。在系统接管端,历程MC3487将单片机串口TTL电平数据改变为DMX512差分数据。

  SO和MOSI诀别是数据发送、接收端口•,SCLK是同步时钟•,SS用作器件的片选信号。CC1100的GD02旗号用作里面FIFO的状况旗号,用于指示单片机FIFO空间已满。发射和接受模块接口示妄想如图 3所示,发射模块与接收模块的布局根蒂同等•,但是通信数据流目标相反。

  编制上电后首先进行初始化部署•,收集I/O端口输入/输出状况陈设•、串口铺排、SPI接口设立、CC1100寄存器配置•,以及无线传输数据格式的摆设,使体系处于平常任务状况。此时主发射模块等候DMX512总线数据的到来。一旦DMX512数据包起始符号发觉,即开展单片机串口,守候串口接受阻隔产生。断绝生长之后单片机缓存总线,并向其发送FIFO中写入发送数据,然后无线发送出去。

  接收模块的职责历程和发送模块相反。在初始化完成之后,单片机开发好CC1100的FIFO寄存器,等候FIFO生长外部决绝•。这里外部隔离被用作无线数据接劳绩功的标志。FIFO屏绝生长后,单片机颠末SPI总线缓存FIFO中的数据,并即刻历程串口师法DMX512时序,收复总线记号,完成记号的无线传输。发送和接收数据经过如图4所示。

  当然CC1100的传输数率比DMX512的时序速率要高,但究竟CC1100的FIFO有限,不可以把一个DMX512数据包一次性全部发送出去,因而在主从端之问必定想量一种符合的

  方式•。CC1100撑持4种方法的数据包,诀别是:定长(小于255字节)、变长(小于255字节)、无穷长和有限长。完备的数据包搜求前导码、同步字、数据长度•、地点、有效数据和CRC校验•。本体例挑选有效数据为32字节的有限长式样,全体的数据格式如下:

  DMX512的数据包中蕴含有512路调光数据,而CC1100发送一次数据包只包含32个有效数据,于是在发送时要在CC11OO的地点码段填入该次发送有效数据在总数据包中的序号,以包管接受端在接受的年光按规律重组凯旅。

  体例在对DMX512总线数据的拆解和重组通过中,都诈欺了单片机内中的串口单元。但DMX512总线数据时序与单片机UART串口不周备类似,于是在使用的韶光提供做如下改善。

  主发射端对DMX512总线数据的拆解,提供先将串口端口(P3.1)铺排为I/O口。当接收到DMX512的出发点符号(即P3.1=0)时,开启

  0劈头计数,88μs溢出终止后谋划接受数据。单片机确认M.a.B(Mark afterBreak)信号发明后,部署串口端口为一般串口,发端缓存数据帧。从接收端在大都据传输时,要把串口端口陈设为I/O口,并置为高电平。在接管完成无线数据后,先将串口端口拉低,诈欺准时器延时杰出88 μs,达成起点标记(Break)旗号的发送。尔后铺排串口端口为日常串口,按缓存的序次将数据发送到DMX512总线上。数据发送完结之后•,还需要将串口端口规复为平时I/O,发送解散信号(小于1 s的高电平),达成DMX512时序央求。

  基于CC1100设计的DMX512灯光限度灯号无线传输系统,具有本钱低、外围器件少、电路构造精辟的特点。固然CC11OO标称空旷地发射间隔可能到达200 m,但在现实使用时,由于楼宇等修修物的教诲,有效的通信距离为30 m台端。所以利用该体例能实现小节制(如室内际遇)将DMX512有线传输变更为无线传输•。为了增长体例传输间隔,可以商榷在射频收发单元实行功放模块,在包管灯光数据实时传输的要求下,消重通信速率•,提升系统传输的稳定性。

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