舞台灯光 DMX512 控制协议详解DMX512 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（假如能够正确安装和 使用的话！）以及灵活性使其迅速成为资金允许情况下选择的协议，除了调光器外，一系列不断增长的控 制设备就是证据。

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。

EIA485(RS485) DMX512 是围绕工业标准 EIA485 接口设计的。

EIA485 属于接口、电压、电流等的“电”端。

系统是基于沿着屏蔽导体双绞线的向下对称发送而建立的。

这种缠绕结构确保所产生的干扰会同样地作 用于两个信号，因此保证了一致的数字定相。

所用的导线应该是由一条或两条双绞线、箔片和编织筛所构 成的合适的数据导线。

对称音频导线则不能完成这个工作。

通常地，就如任何网段一样，导线两头应该有两个终端。

灯光控制台通常在一头作为终端，而另一头应 该只有一个 120Ω 的电阻。

EIA485 规范只支持“雏菊链”或每段上最多以 32 个“单元负载”所构成的串行网络。

制造商声称每段可以 长达 1000m。

但是，要特别指出的是，中继器的作用应该考虑到 700m 或 800m 左右，这样可以防止环境 的异常。

XLR 连接器的针口分配（表 1） 针线 1 屏蔽 信号 地/0 伏 数据– 数据＋ 备用数据－ 备用数据＋2 内部导体（黒） 3 内部导体（白） 4 内部导体（绿） 5 内部导体（红）DMX512 控制线采用 5 针 XLR（有时候是 3 针）连接设备(如表 1)；母接口适用于发送器，而公接口适 用于接收器。

规范中建议用一条两对导线（4 个连接口）来实现屏蔽，虽然只是需要其中一对。

第二对导线用于未指 定的可选场合中。

必须注意的是一些调光器使用这些线来指示故障和状态信息。

如果调光器用第二个信道，则需要专门配 置的分路器和中继器。

把线连接到逻辑电平最安全的方法是使用一个“标准”接口 IC—TexasInstruments 的 SN75176B， 如果要 实现连接以及隔离，Burr-Brown 的 ISO485P 是好的选择。

使用这些接口方法为每个设备提供一个额定的 单元负载，这些设备都允许在段上最多安装 32 个接收器。

不推荐通过直接横跨线路来连接高灵敏度光隔离器的直接联机接口方式，它所提供的负载会比正常接收 器的负载大 5 倍左右，从而减少了在段上可安装的接收器数目。

另外还会引起失真，增大出错率并导致符 合 EIA485 的接收器出现故障，这些都是坏消息！资料发送基于一种 8 位异步串行协议，带一个开始位（低电平）和两个停止位（高电平），没有奇偶校 验。

因此一个资料帧有 11 位元。

由于每一位的宽度是 4 祍，所以发送一个帧需要 44 祍的时间。

如果线路 要发送一个连续的数据流，则会产生 250000b/s 的资料率，或称 250k 波特。

8 位字对于每个调光器允许以 0 到 255 的范围来发送 256 个独立级别。

开始位和停止位用于使发送器和接收器同步。

资料线通常处于高电平；实际上它空闲时会处于高电平状 态（更多的是处于这种状态） 。

开始位的出现促使接收器投入工作， 后面的 8 位元资料被扫描且被译码（希 望如此）。

然后接收器等待停止位到来，停止位过后会再次出现这个过程。

我们需要停止位有两个理由： 让接收器有充分的时间处理输入的资料；让线路处于高电平的状态，这样下一个“开始”才能被检测到。

图 1 描述了一个帧里面的位电平，这个帧中含有资料“0”和“255”。

迄今为止已经解释得很清楚了，但是还没有完，DMX512 最多可支持 512 个调光器，现在我们只看到了 第 1 个，那么怎样为所有的调光器处理资料呢？答案是简单的，只是不断重复这个过程！ 好的，就是那么简单。

不过现在的情况可不是那么简单了，我们在段上取得了一个数据流，但是没有办 法辨别哪一帧是属于哪一个调光器的。

看“DMX 包”部分的提示。

DMX512“包” DMX512 包是这个标准的核心，它由一个包含深层同步信息的帧集合构成，其中的深层信息也就是一个 “Break”和一个“Mark-after-break”。

就是这个信息使接收器能够检测到一个帧的开始，因此能够处理接收到 的资料。

帧定时检验显示了线路处于低电平的最长时间是 4 祍(开始位)＋8×4 祍(资料位)＝36 祍，但是一个 “Break”包含至少 88 祍的“低电平”，这两者的不同很容易被检测到，可用于调光器的同步。

“Mark-after-break”在线路上是“高”状态，至少 8 祍时间的宽度，“Mark-after-break”是必需的，因为这样 才能检测到“Break”，否则帧的开始位会紧随“Break”，使线路一直陷入低电平状态。

此时将会非常混乱！一 个描述“包”的图 2 有助于说明以上问题。

“0”数值表示后面的帧包含调光器级别的信息。

另外的 255 个代码在规范中没有定义，但是一些制造商 却使用了其它代码来发送产品的特殊信息。

一个接收了非零开始码的调光器“将会”忽略包余下的部分，不 过要小心，它不会总被检验到！ 定时总结（表 2） 最小 Break Mark-after-break Inter-frame-time 最大 88μs1 秒 8μs1 秒 0μs1 秒“Inter-frame-time”用于减低资料率。

有些调光器不能处理高速运行的资料，或者在控制台处理其它任务 的同时用于“插入”发送过程。

它的数值可以在 0 到 1 秒之间。

规范中对于定时设置了一些限制。

从表 2 可以看出，资料率有很大的扩展性，但是要注意的是，不允许线路状态持续处于“高”或“低”状态 超过一秒的时间，而且此时应该考虑出错的条件。

差不多 DMX512 系统中出现的所有误操作都是源于系统知识的缺乏。

引起问题的一个地方是在信号分 离中。

记住，系统以段终结的方式运行。

简单地把线路分离（看上去是符合逻辑的）会由于欧姆量的反复 变化而不能工作。

这样做容易导致信号的破坏。

解决办法是使用“分路器”和“中继器”，通电设备“监听”段上的资料，然后进行广播，或根据需要在下一个 段上“重现”。

DMX512 控制协议由来简述： 可控硅调光器诞生，开创了计算机灯光控制的时代。

随着计算机的升级换代，灯光控制台也取得迅速发 展。

随着可控硅技术的进步，新型抗干扰扼流圈的研制成功，可控硅调光器进入了演播厅、宾馆、主题公园。

硅元件体积缩小，耗电减少，成本降低，舞台、演播厅使用的可控硅数量成倍增长，一套系统由开始时的 几十路发展到今天的几千路。

演出样式的多样，演出规模的扩大，使灯光控制的形式也发生根本性的变化。

计算机灯光控制系统由模拟传输到 DMX 数字传输进入到当今的网络系统传输。

回顾演出灯光控制设备 发展的历程，对正确评价当前的各种控制系统及展望其未来的发展将不无益处。

一.模拟传输时代 计算机发展经历过电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路等几个时代，计算机灯光控制系统开始 于小规模集成电路计算机时代（六十年代），而真正成批的生产和使用则在大规模集成电路计算机时代即 微机时代（七十年代）开始。

大规模集成电路的微型计算机解决了小型化和稳定性的问题， 当时的剧场或演播厅中所用可控硅调光回 路数一般只有几十路，控制信号使用直流模拟电压（例如常用的 0 到 10 伏）。

计算机内部处理的是二进 制的数字，对每一个调光回路，计算机根据原先存储的数据和现场控制的信息，计算出该回路的亮度数据， 一般用八位二进制数存储单元（1 个字节）表示亮度等级，十进制数字表示为 0 到 255。

把各回路的亮度 数据（0 到 255 共 256 个数字等级）变换为控制可控硅调光器的 0 到 10 伏的控制电压，计算机输出接口 电路要解决这一由数字信号到模拟电压的转换并分配到每一路可控硅调光器的控制信号线上。

这一任务由 数模转换电路和多路电子开关来解决。

模拟传输的计算机灯光控制台框图如图-1。

虚线内为控制台，输出接口电路由 D/A 控制器和电子多路开 关组成，每路调光器一根控制线，加上公共的“接地线”。

控制台引出许多控制线，接到可控硅调光柜。

这 是一个多线制的时代，大量的控制线一般用多条多芯电缆来连接。

由于传输直流信号，传输的稳定性和抗 干扰性较好；但当控制台与调光柜距离较远，或调光器分散安置的情况下，布线比较麻烦，不够灵活。

模拟传输方式使计算机技术正式进入灯光控制领域，出现了大量各种各样的计算机灯光控制台，各种控 制功能登台亮相，取长补短，不断改进，为计算机灯光控制技术的成熟完善和普及应用起到了不可替代的 重要作用。

二.DMX 时代 随着舞台灯光技术的发展，调光回路数的增加，剧场中的灯光控制室位置移到观众厅的后部，以便于对 舞台灯光的控制， 而调光柜则宜安置于观众厅前方离舞台较近的地方， 以便于供电。

灯光回路数的增加 （二 百路以上），导致信号线的增加，前面所介绍的一路一线，传送模拟信号的方式，设备的安装和使用都不 方便。

尤其随着演出形式的多样化，需要控制台的位置也能动一下（如暂时移到观众厅中，甚至舞台上）， 更有流动演出或体育场式的演出场合，控制台安放在现场操作，流动式调光硅箱需分散安放，更需信号线 的减少。

上述传送模拟信号的多芯电缆方式显得很不方便了。

二十世纪八十年代随着微型计算机技术的发展，一种由一块芯片集成了 CPU、片内 RAM、片内 ROM、 并行 I/O（输入/输出）接口、串行 I/O 接口的单片机出现了，用单片机制作的智能化接口电路，将并行输 出的数据转换为在两根线上串行传送的信号变得容易实现；在接收端将串行传送的信号数据接收后再转换为并行的数据也同样简单。

串行传送的总线也经过长期的改进，出现了传送速度高，距离远，可靠性高， 抗干扰能力强的标准和相应的模块。

当时国际上几个主要的灯光控制系统制造商推出了在计算机灯光控制 台与可控硅调光柜之间只用两根线（或稍多几根线）串行数字传输（或数字加模拟都串行传输）的解决方 案。

如 SMX，AMX192，CMX，PMX 等在传输速度、数据格式等都互不兼容的传送方式。

虽然串行传送 方式具有信号线少而连接方便的问题，但是无法解决各制造商的设备之间不能互连的问题。

为此在计算机技术发达的美国一个并非正式的标准制定者——美国剧场技术协会 （United State Institute for Theatre Technology， Inc） 1986 年 8 月提出了一个能在一对线上传送 512 路可控硅调光亮度信息的 于 DMX512 标准，这是一个关于计算机控制台和调光器之间数据的数字传输标准(后又在 1990 年 4 月进行了 局部的修订)。