用STM32的UART實現DMX512

寫在最前面：

DMX512（digital multiplex）

其實就是主機向從機整包單向廣播發送的協議（protocol），從機自取所需。

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一、鏈接拓撲（network topology）

根據后面的協議可以知道，其實就是將所有的slave掛到線上去。（線最長可以多長？）

 

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二、協議（protocol）的時序如下圖

1） 先說明地址，包的格式是固定的，第一個數據幀就是地址1(說是0也可以)，接下來的數據幀，地址逐漸+1。

2） 1 slot 或者叫 1 data frame（數據幀）=1 start bit（低電平） + 8 data bits + 2 stop bits（高電平） = 11bits， 1bit=4us，1slot=44us。（下圖右下角的藍色字體部分）

3） 1 packet （數據包）= 1 break + 1 MAB(mark after break) + 1 SC（start code） + 512 slots + 1 MTBP（mark time between packets） （下圖紅色字體部分）

• 1 break 典型值88us
• MAB 典型值 8us
• SC就是一幀 44us，第0幀
• MTBP，高電平有效，0-1s之間

time = 88us+8us+44us+512*44us+0=22668us=22.668ms 發包頻率44.11Hz，也就是控制頻率了，如果地址用不完，把slot減少，時間也可以節省，然后頻率可以更高了。

 

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放大右下角的每幀時序

 

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三、硬件實現方式

 

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四、電路：

 

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五、軟件實現

下面的兩個圖，第一個是DMX512的時序，第二個是UART的時序，可以看出，可以利用UART進行模仿。

1、數據格式，大家都是1個bit的低電平作為開始，八個數據位，兩個停止位，大家都是11位

2、一個bit的時間，標准的DMX512是4us，那么對應波特率就是1s/(4us)=250000bit/s

然后問題來了，那個大break怎么檢測呢？

把通訊格式換成1個開始bit+9個數據bit+1個停止bit，也是11個bit，

1、正常的slot，第9個數據bit對應了停止位，所以是1，

2、break的時間間隔足夠長，第9個數據bit對應的還是0，差別出來了，就靠這個第9數據bit來區別。

 

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STM32F103 code：

/************************************************** 函數說明：初始化DMX512的USART4，用USART來模仿DMX512，設定接收中斷 **************************************************/ void DMX512_UART4_Config(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate = 250000; //跟DMX512的速度匹配上，一個bit用4us //模仿slot： //UART :1低電平啟動位+9個數據位+1個高電平停止位 //DMX512:1低電平開始位+8個數據位+2個高電平停止位 //為什么要設置UART的第9個數據位，而不是8個數據位+2個停止位， //主要是用來判斷break的 //UART協議中，有一個固定的低電平啟動位 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; USART_Init(UART4, &USART_InitStructure); USART_ITConfig(UART4, USART_IT_RXNE, ENABLE);//使能接收中斷 USART_Cmd(UART4, ENABLE); // 中斷組0 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); // 中斷來源 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART4_IRQn; // 搶占式優先級 0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 響應優先級 1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } 

六、多地址數據獲取

在實際應用中，一個slot的信息量太小了，一個slave設備可能用到多個slot，比如8個，那么所有設備都要約定好，slave1從使用slot0-7的數據，那么為了避免重疊，slave可以使用slot8-15的數據。

參考資料

what is DMX512

https://en.wikipedia.org/wiki/DMX512

https://www.learnstagelighting.com/what-is-dmx-512/

https://wenku.baidu.com/view/d8945f9b80eb6294dd886ccb.html (這份解釋不錯。)

作者：StarsOcean
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