[科普中國]-DMX512

DMX512協(xié)議是由美國舞臺燈光協(xié)會（USITT）提出了一種數(shù)據(jù)調(diào)光協(xié)議，它給出了一種燈光控制器與燈具設(shè)備之間通信的協(xié)議標準，因其在1990年提出，所以協(xié)議的全稱是USITTDMX512（1990）。該協(xié)議的提出為使用數(shù)字信號控制燈光設(shè)備提供了一個良好的標準。1

簡介DMX512是一個數(shù)字調(diào)光協(xié)議，應(yīng)用它能夠?qū)ξ枧_、劇場、演播室等場所的調(diào)光器及其他的控制設(shè)備進行數(shù)字控制，適用于一點多點的主從式控制系統(tǒng)，其互連形式采用了多點總線結(jié)構(gòu)，不存在信息通路阻塞問題，其連線簡單，可靠性高。

雖然燈光控制系統(tǒng)已發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，但DMX512信號系統(tǒng)仍是目前應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)，即使是大型的網(wǎng)絡(luò)化燈光控制系統(tǒng)，控制的末端仍然大量采用DMX512信號控制方式。

DMX512協(xié)議適用于一點對多點的主從控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。根據(jù)DMX512數(shù)據(jù)傳輸速率的要求以及控制網(wǎng)絡(luò)分散的特點，其物理層的設(shè)計采用RS-485總線收發(fā)器，總線用一對雙絞線實現(xiàn)調(diào)光臺與調(diào)光器的相接。RS-485總線采用平衡發(fā)送和差分接收，接收靈敏度高，而且抗干擾的能力強，信號傳輸距離可達1000m。如果調(diào)光器距離調(diào)光臺過遠，可使用放大器或者信號分離器以增強信號。DMX512協(xié)議采用總線型結(jié)構(gòu)，但數(shù)據(jù)都是從調(diào)光臺到調(diào)光器單向傳送，因此不存在各個調(diào)光器之間爭奪總線使用權(quán)而導(dǎo)致信息堵塞的現(xiàn)象。2

產(chǎn)生背景隨著數(shù)字技術(shù)及計算機技術(shù)的應(yīng)用和普及，出現(xiàn)了電腦調(diào)光臺，并先后出現(xiàn)了D54、AVAB、CMX、PMX、EMX等模擬及數(shù)字通信協(xié)議。由于以上協(xié)議標準是各生產(chǎn)廠家各自的協(xié)議標準，因而它們之間的兼容性不好，設(shè)備之間的相互通用存在問題。后來，為了解決各個廠家設(shè)備通用性的問題，美國劇場技術(shù)協(xié)會（United State Institute for Theatre Technology，USITT）于20世紀80年代初制定了DMX512協(xié)議。DMX512協(xié)議是一種數(shù)字多路復(fù)用（Digital Multiplex，DMX）協(xié)議。協(xié)議制定后，經(jīng)過修改，USITT于1990年將DMX512協(xié)議更規(guī)范，形成了DMX512-1990。目前幾乎所有的燈光及舞臺設(shè)備生產(chǎn)廠商都支持此控制協(xié)議，作為廣泛采用的數(shù)字燈光數(shù)據(jù)協(xié)議，DMX512-1990也成為燈光控制的國際標準。

DMX512協(xié)議的統(tǒng)一使得各廠家的設(shè)備可相互連接，兼容性大大提高。同時，由于DMX512協(xié)議采用串行方式傳送數(shù)字信號，控臺與設(shè)備之間只要一根信號線即可，大大簡化了控制臺與設(shè)備之間的連接線2。

數(shù)據(jù)格式DMX512協(xié)議對于數(shù)據(jù)的傳輸速率有一定的要求，典型的傳輸速率為250kbps，其對應(yīng)的每個比特位的持續(xù)時間為4us，每個數(shù)據(jù)幀的時長為44us，并且協(xié)議也規(guī)定每個DMX512數(shù)據(jù)包一次最大支持512幀數(shù)據(jù)的傳輸。DMX512數(shù)據(jù)包的格式如下圖1所示。

DMX512協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)包從傳輸必須按照規(guī)定的格式和傳輸波特率進行，一個完整的DMX512數(shù)據(jù)包的格式由一個MTBP信號、一個BREAK信號、一個MAB信號和一個SC信號，以及后面的數(shù)據(jù)幀組成。其分別的含義如下：

（1）MTBPMTBP（Mark Time Between Packages）標志著一個完整的DMX512數(shù)據(jù)包的發(fā)送完畢，同時也是下一個數(shù)據(jù)包即將開始是標示位，高電平有效，表示當前傳輸線處于空閑狀態(tài)，沒有數(shù)據(jù)傳輸。

（2）BREAKBREAK是一個DMX512數(shù)據(jù)包的啟示控制信號，對應(yīng)著一個數(shù)據(jù)包結(jié)束后的復(fù)位階段，復(fù)位完成后接著應(yīng)該發(fā)送下一包的數(shù)據(jù)。協(xié)議規(guī)定BREAK的信號為低電平有效，并且持續(xù)時間不小于兩個DMX512的數(shù)據(jù)幀的長度，即88us。

（3）MABMAB（Mark After Break）是一個數(shù)據(jù)包開始發(fā)送的標識，由于每一個數(shù)據(jù)幀的第一個位為低電平，故為了區(qū)分BREAK的低電平和數(shù)據(jù)幀的起始位的低電平，加入了MAB信號。協(xié)議規(guī)定了MAB的典型持續(xù)時長為8us，即兩個位的時間，高電平有效。

（4）SC（Start Code）SC即起始碼，它和一個普通的數(shù)據(jù)幀一樣，但是它的8位數(shù)據(jù)位均為零，標示數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)幀的開始。1

特點與其他協(xié)議相比，DMX512協(xié)議具有以下特點：

（1）信號是基于差分電壓進行傳輸?shù)模垢蓴_能力強；

（2）采用RS-485總線收發(fā)器，信號可以進行長距離傳輸；

（3）數(shù)據(jù)刷新快，不論調(diào)光器的輸出是否需要改變，主機都必須發(fā)送控制信號，數(shù)據(jù)幀與數(shù)據(jù)幀之間的時間小于1s，如果調(diào)光器在1s內(nèi)沒有收到新的數(shù)據(jù)幀，便可知數(shù)據(jù)已經(jīng)丟失；

（4）實現(xiàn)簡單，不需要專門的硬件設(shè)備支持2。

使用注意事項在使用DMX512信號時需要注意的幾個問題。

①隨時攜帶一個便攜式DMX512信號測試儀非常有用，它能夠隨時檢查系統(tǒng)中出現(xiàn)的錯誤，迅速找到問題部位，及時排除故障，保證燈光控制系統(tǒng)的正常運行。

②使用合格的信號線能夠大大減少工作中的麻煩，根據(jù)DMX512協(xié)議標準的要求，選用符合規(guī)格的雙絞屏蔽線來制作信號線，決不能使用音頻線來代替。圓柱形插頭芯線的正確連接也要引起重視。在實際工作中，有許多故障都是因為信號線的斷裂和信號線接頭的脫焊以及線號的錯誤連接等問題引起的，因此，在使用前查一下信號線的通斷和芯線的相位，能達到事半功倍的效果。

③使用三芯DMX512圓柱形插頭時，特別是在使用五轉(zhuǎn)三或三轉(zhuǎn)五信號轉(zhuǎn)接線時，一定要特別注意，使用前要仔細了解設(shè)備對信號相位的技術(shù)要求，及時改正錯誤的信號連線。

④檢查受控設(shè)備和DMX512圓柱形插頭的地線連接問題，根據(jù)DMX512標準規(guī)定圓柱形插頭的1號芯和受控設(shè)備1號線都不允許接殼，只允許控制臺DMX512輸出口的1號線與其底盤連接。因此，在連接好控制系統(tǒng)的信號線后，要用測試儀或萬用表檢查1號線是否有接殼問題，一旦查出要立即排除，否則就可能因設(shè)備外殼意外帶電對信號系統(tǒng)造成損壞。

⑤在同一個控制臺上控制不同型號的電腦燈時，由于各生產(chǎn)廠商的設(shè)備會有所區(qū)別，混裝使用時容易產(chǎn)生問題，因此，最好在它們之間安裝隔離放大器，將不同型號的電腦燈隔離使用。另外，在租用其它公司的電腦燈或其它設(shè)備時，最好在不同公司的設(shè)備之間安裝隔離放大器，這一點也很重要。

⑥注意將電腦燈的供電電源，與演播室或演出場所其它用電設(shè)備（如硅箱及大功率燈具等）的供電電源分開使用，否則極易產(chǎn)生因其它用電設(shè)備超載而造成的對電腦燈的損壞。

⑦要牢記在信號連接線的最末端加接120Ω終端電阻，根據(jù)DMX512信號協(xié)議的要求，在每一串信號鏈的末端都要連接終端電阻，以形成控制回路的“閉環(huán)”，因此，在實際工作中，要多準備幾個終端電阻。

⑧注意DMX512系統(tǒng)的“單元負載”問題，使每個輸出口的“單元負載”不能超過32個，必要時增加信號分配器。另外，根據(jù)我們的經(jīng)驗，從控制臺或分配器到最末端受控設(shè)備的信號線長度要小于200m，才能有較好的控制效果。

⑨注意地址碼的正確設(shè)定，特別是在使用電腦燈時，要清楚每個電腦燈的通道數(shù)和地址碼的設(shè)定方法，有些電腦燈（如美國的HIGHEND和意大利的SGM）有其特殊的地址碼設(shè)定方法，要特別引起注意。

⑩在敷設(shè)DMX512信號線纜時，要盡量避免與電源電纜線和燈線平行近距離敷設(shè)，以減少電源和調(diào)光硅箱對控制信號的干擾3。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

孫銳 - 教授 - 合肥工業(yè)大學(xué)