基于STM32的DMX512开发

首先基本了解一下DMX512的基本协议

一、       DMX512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USITTDMX512(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11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;D0~ D7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4 us,每帧宽度为44 us,传输速率为250 kbps。

       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(Mark TimeBetween Packets)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(Start Code)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~nel No 0),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Nm Spec~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23 ms,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44 Hz,如果实际受控通道少于512个,那么刷新频率将相应提高。

 

 
根据标准的512协议,其物理连接与传统上的RS485是完全一致的,并没有什么差别,差别只是在协议上的不同,工业上应用的主要是modbus协议,而这里是用512通信协议。

 

 DMX512数据协议是美国舞台灯光协会(USITT)于1990年发布的一种灯光控制器与灯具设备进行数据传输的标准。它包括电气特性,数据协议,数据格式等方面的内容。

512协议规定使用的波特率是250Kbps,而stm32可以支持上Mbps的波特率,所以说这不是什么大问题。

 该协议发送的数据帧一共11位,

1位开始位,

8位数据,

2个停止位,无校验位。

根据波特率可以知道,位时间是4us,11位数据供需要44us的时间。当然对于标准的512协议是需要break和mark after break 

帧的,break是一个92us的低电平,而mark after break是一个12us的高电平,

512协议必须有break和mark,但是在我们通常的非标准收发中,检测break和mark相对比较困难,如果非要做,耗费的资源也比较多,比如定时器计时,中断等等。如果不是做标准控制器的,完全可以另辟蹊径。

每一串数据的开始都要有一个起始码,也称复位码,其数据为0,但是从开始位数至第十位是0,用来声明数据传输开始,随后包含1-512个数据,也称调光数据,其是标准的数据帧,所以第十位是1,所以我们可以根据这个第十位来进行做文章。大家都知道,一般的单片机,像51,avr等都是支持8-9位数据发送的,所以我们就是用9位数据,

1位停止位,无校验位,通过检测检测第十位,也就是所谓的RB8来进行数据的接收与传输,不需要发送break和mark。

 

1、发送端
 
 
串口设为
9位数据,
1停止位,无校验位,波特率250000 
 
void USART1_Configuration(void) 
 
{  
 
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure; 
 
  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 250000; 
 
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b; 
 
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; 
 
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; 
 
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; 
 
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; 
 
  /* Configure USART1 */ 
 
  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);   
 
  /* Enable USART1 Receive and Transmit interrupts */ 
 
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); 
 
  //USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE); 
 
  /* Enable the USART1 */ 
 
  USART_Cmd(USART1, ENABLE); 
 
} 
 
注意在初始化串口的时候别忘了485芯片设为发送状态接下来主要就是数据包的发送,发送的时候注意起始码的数据第九位设为0,调光数据第九位设为1. 
 
void DMX_SendPacket(void) 
 
{ 
 
  pDMX_buf = 0; 
 
  while (pDMX_buf <= 512) //1-512 
 
  { 
/* send data packet to slaves*/ 
if(USART1->SR & (1<<6)) 
{  
/*发送起始码 00*/ 
if (0 == pDMX_buf)  
{ 
USART1->DR = ((USART1->DR) & 0xfe00);  
 //第九位置0 
} 
else 
{ 
USART1->DR = 0x0100 | DMX_buf[pDMX_buf];  
 //第九位置1 
} 
 
pDMX_buf++; 
}
  } 
} 
 
在main函数中进行循环数据的发送了,每200ms发送一次,由于发送快,偶尔的错误也不是很明显。
 
 
 
2,、接收端
 
 
接收端得工作就是接收的信息进行解码,关键是对RB8的处理,接收用到了中断接收,所以需要使能接收中断。
 
 
 
void USART1_Configuration(void) 
 
{  
 
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure; 
 
  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 250000; 
 
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b; 
 
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; 
 
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; 
 
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; 
 
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; 
 
  /* Configure USART1 */ 
 
  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);   
 
  /* Enable USART1 Receive and Transmit interrupts */ 
 
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//
 
使能接收中断
 
 
 
  //USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE); 
 
  /* Enable the USART1 */ 
 
  USART_Cmd(USART1, ENABLE); 
 
} 
 
void NVIC_Configuration(void) 
 
{ 
 
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
 
#ifdef  VECT_TAB_RAM 
 
  /* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */ 
 
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); 
 
#else  /* VECT_TAB_FLASH  */ 
 
  /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */ 
 
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0); 
 
#endif 
 
  
 
  
 
//
设置优先级分组:先占优先级和从优先级 ,先占优先级0位,从优先级4位
 
 
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); 
 
  /* Enable the USART1 Interrupt */ 
 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; 
 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; 
 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; 
 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 
 
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
 
} 
 
void USART1_IRQHandler(void) 
 
{ 
 
  uint16_t UDR; 
  static uint16_t RXB8; 
  static uint16_t pDMX_buf = 0; //数据指针
 
 
 
  static uint8_t fDMX_buf_right = 0;  //接收数据
 
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)//USART_FLAG_RXNE 
 
  { 
 
 
//USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_FLAG_RXNE); 
 
UDR = USART_ReceiveData(USART1); 
 
RXB8 = (UDR & 0x0100); 
 
if (RXB8 == 0) //复位信号
 
{  
 
 if (!UDR) 
 { 
 fDMX_buf_right = 1;//接收数据正确
 
 
 pDMX_buf = 1; //直接接收第一个数据不保存第0个数据。
 
 } 
 
} 
 
else //rb8 =1  pDMX_buf=1 调光数据
 
{ 
 if (1 == fDMX_buf_right) 
 { 
 
   DMX_buf[pDMX_buf++] = (u8)UDR;  //接收到512个数据
   if (pDMX_buf > 512) 
 
   { 
 
fDMX_buf_right = 0; 
 
tim_update = SET; //
 
更新调光数据
   }
 }
}


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原文链接:https://blog.csdn.net/qq_36958104/article/details/97010699

 

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