应用领域：智能家电

方案类型：模块板卡

主控芯片：STM;

方案概述

1、项目简介：

本项目是把安卓主板传输出来的控制信号和音频信号给灯光控制器，由灯光控制板对LED灯带以及魔球灯进行控制。魔球灯通过DMX512协议传输控制指令，灯带通过PWM波控制颜色和亮度。

2、项目需求：

1 通过RS232接口和耳机音频接口传输传输控制指令;

2 通过DMX512协议传输魔球灯控制指令和模式;

3 通过PWM波控制灯带的颜色和亮度;

DMX512

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。

光控制卡

CREATOR快捷CR-DMX512扩展卡，是根据用户实际需要而自行选配的，主要是用来增加中控主机对DMX512控制协议的支持。用来控制支持DMX512协议的系列灯具，如电脑摇头灯、LED跑马灯、LED旋转灯泡、DMX水晶魔球灯、家用舞台灯具等。

主要特点：

采用国际通行的DMX512 传输协议;

单卡最多可达512 个通道输出，单台中控可支持4张DMX512控制卡;

256 级调光灰度;

标准的EIA485 接口;

采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好;

DMX512卡可以把舞台灯光的控制移植到触模屏或者平板电脑上来，可以做场景预设，简化操作等;

可直接控制采用相同协议的任何调光器，组成数码调光控制系统;

可控制各类DMX512协议的调光器、硅箱、控制器，甚至冷焰机、烟幕机、电脑灯等效果设备;

可储存灯光场景，可编辑走灯程序，同时支持调光台运行手动调光场景，集控场景，走灯程序。

设计标准

DMX512是围绕工业标准EIA-485接口设计的。EIA-485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。

DMX512

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

定时总结如下：

最小 最大

Break 88μs 1秒

Mark-after-break 8μs 1秒

Inter-frame-time 0μs 1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。

从上面可以看出，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”。

RS232

个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。

接口标准

RS-232-C是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。

在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。

RS-232-C标准规定的数据传输速率为50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400波特。

RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m;若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。具体通讯距离还与通信速率有关，例如，在9600pbs时，普通双绞屏蔽线时，距离可达30-35米。

串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。所以，以RS-232C为主来讨论。RS-232C标准是美国EIA(电子工业联合会)与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电气特性都作了明确规定。由于通信设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。

首先，RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE(Data Communicate Equipment)而制定的。因此这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计算机(更准确的说，是计算机接口与终端或外设之间的近端连接标准)。显然，这个标准的有些规定和计算机系统是不一致的。有了对这种背景的了解，我们对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难理解了。

其次，RS-232C标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在DTE立场上，而不是站在DCE的立场来定义的。由于在计算机系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都是DTE，因此双方都能发送和接收。

传输电缆长度

由RS-232-C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10%-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50英尺，美国DEC公司曾规定容许畸变为10%而得出下面实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆，其外覆以屏蔽线。2号电缆为不带屏蔽的电缆。

DEC公司的实验结果

波特率bps 1号电缆传输距离(米) 2号电缆传输距离(米)

110 1500 900

300 1500 900

1200 900 900

2400 300 150

4800 300 75

9600 75 75

同类总线

RS-485总线，在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线

RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。

RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。

RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。

RS-422与RS-485接口差异

RS-422的电气性能与RS-485完全一样。主要的区别在于：

RS-422有4根信号线：两根发送(Y、Z)、两根接收(A、B)。由于RS-422的收与发

是分开的所以可以同时收和发(全双工)。

RS-485有2根信号线：发送和接收都是A和B。由于RS-485的收与发是共用两根线所

以不能够同时收和发(半双工)。

接口定义

25芯

1 屏蔽地线

2 发送数据 TXD

3 接收数据 RXD

4 发送请求RTS

5 发送清除 CTS

6 数据准备好 DSR

7 信号地 SG

8 载波检测 DCD

9 发送返回(+)

10 未定义

11 数据发送(-)

12~17 未定义

18 数据接收(+)

19 未定义

20数据终端准备好 DTR

21 未定义

22 振铃 RI

23~24 未定义

25 接收返回(-)

Pin 1 Protective Ground

Pin 2 Transmit Data

Pin 3 Received Data

Pin 4 Request To Send

Pin 5 Clear To Send

Pin 6 Data Set Ready

Pin 7 Signal Ground

Pin 8 Received Line Signal Detector

(Data Carrier Detect)

Pin 20 Data Terminal Ready

Pin 22 Ring Indicator