控光原理——DMX512控制协议

 目前，DMX512控制协议于诸多领域得到广泛应用，如数字灯光系统以及其他舞台灯光设备。因此，舞台相关工作人员应当对DMX512控制协议的程序结构、控制原理以及其应用有一定了解。

1、DMX512灯光控制协议

DMX是Digital MultipleX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USITT DMX512(1990)，包括电气特性、数据协议、数据格式等方面的内容。

每一个DMX控制字节叫做一个指令帧，称作一个控制通道，可以控制灯光设备的一个或几个功能。一个DMX指令帧由1个开始位、8个数据位和2个结束位共ll位构成，采用单向异步串行传输，如图1所示。

图1 DMX512定时程序的帧结构(上图)和信息包结构(下图)

图1中虚线内控制指令中的S为开始位，宽度为一个比特，是受控灯具准备接收并解码控制数据的开始标志;E为结束位，宽度为两个比特，表示一个指令帧的结束;D0D7为8位控制数据，其电平组合从0000~一l1111111共有256个状态(对应十进制数的0～255)，控制灯光的亮度时，可产生256个亮度等级，0000~(0)对应灯光最暗，l1111111(255)对应灯光最亮。DMX512指令的位宽(每比特宽度)是4s，每帧宽度为44弘s，传输速率为250kbps。

一个完整的DMX512信息包(Packet)由一个MTBP位、一个Break位、一个MAB位、一个SC和512个数据帧构成。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。Break为中断位，对应一个信息包结束后的程序复位阶段，宽度不少于两个帧(22比特)。程序复位结束后应发送控制数据，但由于每一个数据帧的第一位(即开始位)为低电平，所以必须用一个高电平脉冲间隔前后两个低电平脉冲，这个起间隔、分离作用的高电平脉冲即MAB(Mark After Break)，此脉冲一到，意味着“新一轮”的控制又开始了。SC(STartCode)意为开始代码帧(图1中的第0帧)，和此后到来的数据帧一样，也是由11位构成，除两个高电平的结束位之外，其他9位全部是低电平，通常将其叫做第0帧或第0通道(Ch~nelNo0)，可理解为一个不存在的通道(NON一~istent Channe1)。

表1 DMX512信息包定时表

表1是DMX512信息包的定时表，表中NS意为NmSpec~ed，宽度没有严格限制，由程序设计者自行决定，比如MTBP的宽度可以介于0～1秒之间。

调光控制台每发送一个信息包，可以对全部512个受控通道形成一次全面的控制。发送一个信息包的时间大约是23Ⅱls，每秒钟将对所有512个受控通道完成44次控制，即受控光路的刷新频率44Hz，如果实际受控通道少于512个，那么刷新频率将相应提高。

2、DMX512协议的基本作用机理

一个DMX接口最多可以控制5l2个通道，因为电脑灯一般都有几个到几十个功能，所以。一台电脑灯需占用少则几个、多则几十个控制通道。下面通过一个功能简单，通道较少的小型电脑灯的DMX通道表，看一下DMx5l2的控制过程与原理。

该电脑灯有八个DMX控制通道，一个颜色轮，两个图案轮，具有调光、频闪、摇头及变换光线颜色、图案等功能，其DMX通道序号、通道编码和对应功能如表2所示。

表2 电脑灯DMX通道表

表2中的DMX数值用十进制数表示，07对应8位控制数据的二进制组合为00000~000000111.

232～255对应的二进制组合为11101000～11111111，其他以此类推。将DMX协议中某一指令帧的部分或全部8位二进制组合形成电脑灯某～功能转换或状态变化的这一过程即解码与控制。

从表2中可清晰得出通道数等相应数据以及功能，表内DMX通道和DMX数值及功能是对DMX接口设置起始地址编码的重要依据。此外，基于表2内容，可轻松实现对DMX接口所带单元负载数目的有效计算。