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DMX512数字信号操控

 (1) DMX512数字信号的概念：

        1986年，首先由美国剧院技术研究机构 (U•S•Institute of Theatre Technology，缩写词为USITT)提出了控制台与调光器之间的DMX512数字信号控制协议草案，这

是一个极易被专业灯光人员接受的简单易行的技术方案。这个草案后来经过进一步改进，具有更广泛的通用性和兼容性，并于1990年公布实施，就是所谓的USITT

DMX512 (1990)标准。


        这种协议后来被娱乐服务技术学会（The Entertainment Services and Technology Association，缩写词为ESTA)接受。从此，这种数字控制协议就被广泛地应用到

灯光控制台中，首先用它来控制调光硅箱，后来进一步扩展了它的用途，可以通过这种信号来控制电脑灯、换色器、电动吊杆、机械灯、激光表演系统、烟机以及

彩带枪等舞台常用的设备。


        DMX 是英文 Digital Multiple X的缩写，是多路数字传输的意思。DMX512信号的传输方式是通过工业标准EIA485来完成的。这种通信协议是在控制单元和受控

单元间的一组组数据流，它能够连续传输包括复位信号、开始代码和1～512的数据信号的数据包。它的最突出的优点是，当第一个数据包完成后，毫不间歇地传输

第二个，如果后一个数据包与前一个相同，它也会一遍又一遍发送同一个数据包，如果因某种原因使某个数据没有得到破译，它还会在极短的时间内重新发送，直
到被接收设备执行为止。

(2) DMX512信号的物理特性：

  为台灯先控喇技木为DMX512信号是通过双绞屏蔽线传输的矩形波信号，它的传输电压在+12V和-7V之间，当“+”端为高电位、“-”端为低电位时表示数字

“1”当“-”端为高电位、“+”端为低电位时表示数字 “0”。 DMX512信号通过五芯XLR圆柱形插头把控制台和受控设备连接起来，根据标准要求各芯功能和导

线颜色的具体规定见表一

 

       表1  各芯功能和导线颜色

芯号

         功能

线颜色

1

屏蔽地

  屏蔽线

2

信号负

       黑

3

信号正

       白

4

预留信号负

       绿

5

预留信号正

       红

      

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        按通常规则，DMX信号输出端的圆柱形插头为孔（母），输入端的圆柱形插头为针（公）。有些厂商只使用三芯XLR圆柱形插头，这从技术来说是没有问题  

的，但从使用者的角度来说，当同时使用多种灯具时容易造成混乱。1号屏蔽地线仅仅作为信号的参考地，它的主要功能是屏蔽，用它来保护信号的正常传输，防

止被其它信号干扰或干扰其它信号。DMX512信号要求正负信号间的电压差在接收端不能低于200mV，否则受控设备就难以做出正确判断。

DMX512信号采用8位异步串行协议发送数据（现在有的控制台已经开始使用16位控制信号，但基本原理相同，只是传输精度和速度上的变化）。这种8位信号带有

一个开始位（低电平）和两个停止位（高电平），因此每帧有11位，每一位的宽度为4μs，所以发送每一个帧的时间为44μs。

DMX512信号的数据传输速率为250kbps，也就是说当每次传输512个光路(Channel)时，数据的更新速率为44次/秒。但当每次传输的光路数少于512个时，传输速率会

相应地提高，如传输的光路数为24个时，数据的更新速率将达到1000次/秒。

由于DMX512信号有如此高的传输速率，就具有像我们熟知的“无线电波”的一些特性，当信号通过导线传播时，若导线处于“开环”状态，导线的末端就会出现像电

波一样的“反射”现象，反射回来的信号（杂波）叠加在原 来的信号上，就会产生一些意想不到的怪现象，影响正常的控制功能。当在末端加接一个终端电阻（

120Ω/0.25W) 形成“闭环”后，就能够解决这个问题。

 (3)DMX512信号传输(数据包）特性：

     

        前面已经说过，DMX512信号是以电子方式传播的数据包信号，它包括高电平“1”和低电平“0”。那么，这个数据包到底是一种什么形式呢？又是怎样组成的呢？

下面我们来做详细解释。 根据计算机语言特性来分析， DMX512数据包包括以下几部分：无信号指示（Idle或No DMX)、 中断（Break)、中断后标志（Mark After Break 或

MAB)、开始码（Start Code或SC)、光路信息码间隔标志 (Mark Time Between Frames 或 MTBF)、光路信息码（Channel Data 或CD)、数据包间隔标志（Mark Time Between

Packets 或 MTBP) 。并且DMX512标准还对每一部分的时间长度作出了明确的规定（见表2）。下面我们就对这几部分加以说明。

①无信号指示(Idle或No DMX Situation)：当无DMX512信号指令输出时，信号指示永远处于高电平。

②中断（Break)：从DMX数据包 开始发送信号前88μs,信号指示变为低电平，这就意味着用22位来表示两组信号之间的中断。另外，这个中断的时间长短，通常情况

   下与设计者的设定有关系，在不同的设备之间可能有所不同，但最低不能小于88μs。

③中断后标识(Mark After Break或MAB)：紧接着中断就是一个2个位，即8μs的高电平，它标志着中断的结束。这个时间的长短在不同标准中是有所区别的，最初的

    DMX512标准只有一个位（4μs)，在USITT DMX512(1990)中规定为两个位（8μs)。

④开始码（Start Code或SC)：开始码标志着数据包中真正信息流的开始，它告诉接收设备开始接收光路控制信息。开始码定义为光路0，也就是表示没有光路信息

   存在。在开始码后面的每个光路信息码和开始码的结构形式是相同的，都包栝一个开始位和两个停止位，它的时间长度是有严格规定的，为 11个位（44μs)。开始

   码和光路信息码有以下几部分组成：

   开始位(Start Bit)：它由1个位组成，表现为低电平，它的时间长度是4μs。

   光路数据位（Data Bits)：它的长度为8个位元（32tarts)，即前面我们所说的8位传输特性，也就是说它可用来表示在十进制数字中0～255这256个不同的值。

   停止位(Stop Bits)：它由2个位组成，表现为高电平，它的时间长度是8μs。

   当DMX512控制信号完成一次从1到512个光路信息的发送后，在第二次发送时仍然是从开始码开始的，也就是 说在每个数据包内都要有一个开始码。

⑤光路信息码间隔标识（Mark Time Between Frames 或 MTBF)：为了区分每个光路的信息，在每个光路控制信号的开始位前加一个高电平的标识，它的时间长度没

    有具体规定，但要越小越好。

⑥光路信息码(Channel Data或 CD)：前面已经说过，在开始码后面就是1到512个光路的控制信号光路信息码。

⑦数据包间隔标识（Mark Time Between Packets 或 MTBP)：当传输完一个包含1到512个光路的数据包后，另一个数据包又从中断（Breek)开始。 但是，要在两个数

    据包之间増加一个高电平的标识，标识时间的长短没有明确规定，往往是根据控制台及其软件的设计要求，可以是0~1s的任意设置。