灯光控制系统大量采用了由USIT T ( 美国剧场技术协会) 提出的DMX512
通信协议,该通信协议采用异步通信格式。灯具控制方案主要包括DMX512 协议、DAL I
总线方案、
SPI 移位总线方案。DMX512 是现在最流行的控制方法,但是在实际应用中多采用
控制器互联来进行控制的照明方案,软件比较复杂。DALI 总线是欧洲提出的一种灯光控制总线方案,DALI 系统中每个灯具都有一个地址和一组控制命令,但其通信的速度不够快。SPI 移位总线方案是采用级联的方法,变化速率很高,但是此方法数据量比较大,灯之间的线较多,软件难度大,产品可靠性差。
DMX512 标准要求每个灯具都要有一个控制器,而每个灯都要设置地址很麻烦,异步传输方式也很麻烦。针对此缺点,本文提出了基于SD5128 的同步DMX512 的
LED控制系统设计。本文给出了同步DMX512 实现的软硬件设计方法,在硬件上增加了存储
接口芯片以实现灯光控制数据的
移动存储,具有更好的拓展性。同步DMX512 是采用同步DMX512 总线( 用一根线实现控制数据的移位和置入) 的同步串行传输的方式,吸取了DMX512 和SPI 移位总线两者的优点。同步DMX512 在电气特性、数据结构方面与DMX512 协议大致相同,采用同步传输的方法来进行两线移位传输,并且采取了SPI 一位传输的方法来避免DMX512 协议的地址设置问题。同步DMX512 保留了DMX512 的电气特性,故在灯与灯之间的距离不是很远的情况下,不使用RS485总线。
1 DMX512 灯光控制协议
DMX512 协议是一个数字调光协议,应用它能够对舞台、剧场、演播室等场所的调光器以及其他的控制设备进行数字控制,适用于一点对多点的主从控制。其互联形式采用了多点总线结构,不存在信息通路阻塞问题,可靠性较高。
协议规定控制信号数据包的传输通过异步通信的方式进行。一个DMX512 数据包包含起始码和512 个数据帧。每一帧数据包括1 位低电平起始位、8 位数据位、2 位高电平停止位。一个数据帧代表一个控制通道,因此该协议支持512 个控制通道。DMX512 协议的帧结构与数据包结构如图1 所示。

2 SD5128 及其同步DMX512 协议
SD5128 是高集成度低功耗
LED 控制芯片。它采用的单线传输模式,内置采样/
时钟再生电路、数字锁相电路、移位寄存器、脉宽调制模块,级联能力超过1024 颗芯片;提供3 个I/ O 通道,每通道最大8 mA 输出电流,采用外置
驱动的工作模式,可驱动三极管和MOS 管。SD5128 采用24 位真彩色( 8R+ 8G+ 8B) ,结合DMX512协议数据格式,SD5128 的帧结构与数据包结构如图2所示。
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