基于微控制器的智能DMX512信号仪设计与研究

【摘要】DMX512协议应用在调光器，电脑灯、光束灯等灯光设备控制上，遵循DMX512协议开发出的相关产品包括DMX512控台、DMX512信号放大器、DMX512中继器，DMX512解码器等产品，这些产品在不同领域发挥着不同的作用，由于这些产品主要是遵循DMX512协议并在此基础上实现一些具体的功用。本文通过对微控制器的智能DMX512信号仪的设计与研究进行了详实的阐释，以期更好的推进微控制器的智能化进步与发展。

【关键词】微控制器；DMX512；信号仪

前言

DMX512信号是一种协议，最先是由USITT（美国剧院技术协会）发展成为从控制台用标准数字接口控制调光器的方式。DMX512超越了模拟系统，但不能完全代替模拟系统。DMX512的简单性、可靠性以及灵活性使其迅速成为一种标准的协议。DMX512仍然是科学上的一个新领域，具有在规则基础上产生的各种奇妙技术。目前国内很多厂家生产的DMX512设备发出的信号还有一些缺陷，影响接收设备的接收，误码率较高。本项目设计的智能DMX512信号仪能够分析DMX512设备发来的信号是否标准，如不是标准信号则对信号进行标准处理并重新发送给从设备，从而减少误码率，提高信号精度。

一、智能DMX512信号仪概述

舞台、演播厅灯光控制的计算机化得益于可控硅和微型计算机两项技术的发展。利用计算机灯光控制技术，舞台影视灯光艺术有了长足的发展，大量可控的灯光回路，得心应手的场景布光和随心所欲的变化控制，可靠的海量存储和快速准确的现场重演，加上大量计算机控制的灯具和烟雾机、换色器等辅助装置，使演出灯光如一朵绚丽的奇葩，开放在演艺舞台上。

可以说，计算机灯光控制技术为演出灯光插上了腾飞的翅膀，但灯光艺术的发展，又不断对控制设备提出了更多更高的要求，促使灯光控制设备一次次升级换代，快速发展。另一方面，计算机技术的发展，也给灯光控制设备的更新发展、升级换代提供了物质基础。

作为灯光控制计算机的输出设备，可控硅调光器与计算机控制台之间的信号联接经过了模拟传输到数字传输的换代，此信号现在主要使用DMX512协议。国内厂商为降低成本与缩短时间，生产的产品往往精度与质量都有所降低，而终端用户要求价格便宜，质量高的产品，从而客户与厂商之间就会产生一定的矛盾，这个矛盾主要也由产品之间的通信不标准引起，如果能解决通信的不标准则可以解决两者之间的矛盾。

智能DMX512信号仪洽洽能解决此问题，而且成本也不是很高，所以肯定能受到终端客户的认可。国内灯光行业的不同的产品都会使用到DMX512协议，当每个产品加一个智能DMX512信号仪从而达到国际质量标准，也解决了厂商与客户的矛盾，因此智能DMX512信号仪发展空间巨大。

二、智能DMX512信号仪设计的意义

DMX512所采用的EIA-485的电气标准是一个总线型的传输线，任何一个接收设备只要接在这两根传输线上，便可接收控制台发出的数据信号。采用DMX512协议接收DMX512信号并从中取出本身需要的亮度数据的设备称为解码器，解码器将在接收过程进行计数，取出本身需要的数据。例如对于24通道的光束灯，第一个光束灯将接收DMX512中第1至24个字节数据；每二个光束灯接收DMX512中第25至48个字节数据……。为了让每台光束光能正常接收到控台通道信号，则每台灯加上一个信号解码器，解码器本身有地址输入，使用前必须输入0至512之间的地址数。每次开机后解码器中的CPU则读取到本机的接收地址，根据地址便知道将从第几个数据开始取用。

后来开发的许多效果灯具或灯具的附件如：电脑灯、换色器等等，都把控制逻辑凑合到0到255的范围，即可通过DMX512线路传输控制信号。一个计算机灯光控制台可同时控制调光器、电脑灯和换色器灯，减少了演出工作人员，提高了演出效果。

三、基于微控制器的智能DMX512信号仪的设计研究综述

调光器，电脑灯、光束灯等这些产品主要是遵循DMX512协议并在此基础上实现一些具体的功用。然而这些产品虽然说遵循DMX512协议规则，但是却没有对经过DMX512协议调制的信号或数据进行有效的验证，导致虽然名为DMX512协议数据，但实则却没有达到这一标准。智能DMX512信号仪研究的目的及意义在于检测与校正不标准的DMX512信号或数据，降低信号误码率，提高DMX512控台、DMX512信号放大器的等遵循和利用DMX512协议的产品数据的稳定与可靠。

电路的联通不仅仅是单一线路上的开启或者关闭，试想一下，如果那么多的城市路灯需要逐一去进行开启关闭岂不是太麻烦了。而且在亮度的控制方面也是个难以解决的问题。现在依靠DMX512信号仪就可以轻松进行微电脑的控制了，整个都交给计算机系统就变得安全又放心。并且很少有误差或者意外的情况发生。工作人员只需要在室内进行简单的操控和不同情况下的调节，就可以轻松完成一项复杂的工作。

在电路控制的作用工作原理方面，其实DMX512信号仪也非常的简单。首先是一个控制的主板，将信号发送以及用来采集的系统，还有可以连接微电脑芯片的高端线路进行焊接，并且在不断的试验中调试出最准确的收集的方式，另外，还有在计算机系统方面的设置。通过电脑的连接操作可以把整个系统程序输入并且通过记忆载体的记忆进行数据录入，这样的话再也不用麻烦的每一使用都进行设置了，不仅方便而且高效。

另外在DMX512信号仪的终端可以连接上计算机的自动演算程序。这些程序只需要将所需要的条件数据或者相关的计算公式进行录入，然后通过最科学最快速的测算得到准确数值，并且将其转化为信号，最后发送到所需要操作的项目设备上，也就是照明设备本身，进行指令下的具体操作在使用类似的电路控制器的时候，可以给人们的生活带来更大的便利，让一切控制变得如此简单。相信在不久的将来，有着稳定性能的DMX512信号仪可以进行更多的便民服务，拓展更进一步的市场需要。

结语

综上所述，这对于基于微控制器的智能DMX512信号仪的设计与研究而言，DMX512不仅全面解决了一对双绞线传输所有可控硅调光回路亮度信息的问题，还使不同厂商生产的控制台与调光器得以互联。后期开发的许多效果灯具或灯具的附件如：电脑灯、换色器等等，都把控制逻辑凑合到0到255的范围，即可通过DMX512线路传输控制信号。一个计算机灯光控制台可同时控制调光器、电脑灯和换色器灯，减少了演出工作人员，提高了演出效果。

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