WH/T32—2008DMX512-A灯光控制数据传输协议（一）

2012-08-15

演艺科技 2012年7期

说明：WH/T32-2008《DMX512-A灯光控制数据传输协议》是中华人民共和国文化行业标准，由文化部于2008年4月3日发布，2008年6月1日起实施。

本标准等同采用美国国家标准E1.11-2004《USITT DMX512-A 灯光及附属设备控制的异步串行数据数字传输标准》，英文名称：American National Standard E1.11-2004 Entertainment Technology -USITT DMX512-A Asynchronous Serial Digital Data Transmission Standard for Controlling Lighting Equipment and Accessories。

1 总述

1.1 范围

本标准规定灯光控制系统中控制器与在1.4中所描述的调光器及其相关设备等被控设备间的数据传输方法，包括电气特性、数据格式、数据传输协议和连接器类型。凡符合本标准的设备应标记“DMX512-A”。除另有说明，本文中DMX512即表示DMX512-A。

本标准适用于灯光控制设备生产和灯光控制设备的系统集成。

本标准对灯光控制设备和系统的设计者和使用者具有指导作用。

本标准不包括对线缆和配线的要求。

1.2 概述

本标准采用一种简单的异步八位串行数据协议，包括由标准通用异步收发设备（UARTs）产生无类型的字节流。本标准中数据传输的物理介质通常是两对电缆线，每对都可以作为数据链路来使用。数据链路采用ANSI/TIA/EIA-485-A-1998（下文简称“EIA-485-A”）的平衡数据传输技术驱动。设备端口可采用5芯XLR连接器或固定连接。本标准也允许按第7章“连接方法”的规定采用其他的连接器。

主数据链路上的数据以数据包形式发送，最多可达到513个字段。第一个字段为起始码，定义数据包中后续字段的用途，符合本标准的设备的互联性主要取决于发送设备零起始码的使用，接收设备的功能取决于从收到的数据包中对相关数据的提取和处理。

辅助数据链路中的数据应用范围广泛，但数据链路应符合EIA-485-A的规定，本标准明确规定了特殊应用所要求的电路拓扑。

1.3 标准的正确使用

本标准只能在有限的领域中使用，不适用于在同一线路上传送灯光、音响、舞台机械控制数据的综合网络。

本标准对零起始码数据包无强制性错误检测，不保证所有的DMX512数据包能被收到。

1.4 可发送的控制数据

可发送调光器、其他灯光设备和不危及安全的相关设备的控制数据，可以把控制数据从一个控制设备重复地传送到一个或多个接收设备。

1.5 不可发送的控制数据

本协议无强制性错误检测，因此不适用于可能危及安全的设备的控制。

1.6 标准的执行

对执行本标准的标记、标识和声明并不表示中国演艺设备技术协会演出场馆设备专业委员会对其设备的认证。参考第10章“标志和声明”、第11章“协议执行一致性声明（PICS）”和附录F“对附录A到附录E的协议执行一致性声明（PICS）”。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 15157.7-2002 频率低于3 MHz的印制板连接器第7部分：有质量评定的具有通用插合特性的8位固定和自由连接器详细规范

ISO/IEC 646 信息技术-信息交换用ISO 7位编码字符集

ANSI/TIA/EIA-568-B-2001 商业建筑通讯电缆标准

ANSI/TIA/EIA-485-A-1998 平衡多点数字系统中使用的发送器和接收器电气特性，简写为EIA-485-A

USITT DMX512/1990 调光器和控制器的数据传输标准

3 术语和定义

3.1 异步（传输方式）asynchronous

信号可在任何时间开始发送，无需独立的时钟线与接收设备进行锁定或同步。

3.2 通用异步收发设备 universal asynchronous receiver transmitter （UART）

发送、接收异步串行数据的设备。

3.3 数据链路 data link

连接发送设备和接收设备之间的物理线路。

3.4 复位信号 break

从高电平转向低电平开始，到再从低电平转向高电平的过程，其中低电平至少持续88 μs。

3.5 复位后标记 mark after break（MAB）

从表示复位结束的低电平向高电平的转换到表示起始码起始位开始的高电平向低电平转换之间的时间。

3.6 字段 slot

DMX512数据包中一系列被编号的帧字节。一个数据链最多包含513个字段，从0字段开始。0字段为起始码，字段1到字段512为数据字段。

3.7 起始码 start code

复位后发送的第一个字段，表示后续信息的类型。

3.8 复位序列 reset sequence

复位信号、复位后标记和起始码组成的序列。

3.9 复位前标记 mark before break（MBB）

最后字段的第二个停止位的终止到表示复位开始的高电平向低电平转换的时间。

3.10 数据包 packet

复位序列及到下一复位前标记之前的所有后续字段。

3.11 零起始码 null start code

数值为“0”的起始码（00h）。

3.12 发送器 transmitting device

发送设备

产生DMX512信号的设备。

3.13 信号＋data+

正信号。

3.14 信号－data-

负信号。

3.15 电路公共端 circuit common

EIA-485-A驱动电路或接收电路的公共参考端，即供电电源“0V”端。

3.16 DMX512端口 DMX512 port

DMX512信号接口（连接器或接线端子）。

3.17 共模电压 common mode voltage

相对于电路公共端，在“信号＋”线和“信号－”线上均出现的电压。

Vcm= (Va＋Vb)/2。

其中：Vcm——共模电压；

Va——“信号＋”相对于电路公共端的电压；

Vb——“信号－”相对于电路公共端的电压。

3.18 占mark

信号＋为高电平的线路状态，“占”代表二进制1。

3.19 数据链路公共端 data link common

数据链路的电路公共端。

3.20 起始位 start bit

每个字节前的附加位，向接收器表示一个新字节的开始。起始位总是低电平，即“空”。

3.21 停止位 stop bit

每个字节后的附加位，表示字节的结束。每个DMX512字段有2个停止位。停止位总是高电平，也就是“占”。

3.22 接收器 receiver

接收设备

接收DMX512信号的设备。

3.23 数据链 universe

源于单个信号源的DMX512数据链路。一个数据链最多包括512个DMX512数据字段。

3.24 空space

信号＋为低电平的线路状态，“空”代表二进制0。

3.25 接地端 earth ground

电路的公共端或电源的零电位端，通常连接到设备的金属机壳。

3.26 线路驱动器 line driver

驱动器

对数据链路提供差分电压的一种电路，工作于限定的共模电压范围内并对过载和过压提供特定响应。

3.27 隔离 isolated

输出与输入间无电气连接。

3.28 终端器 terminator

用于使数据链路上有碍的反射信号降到最小的器件或电路。

3.29 线路接收器 line receiver

能够检测到数据链路上的差分电压的一种电路，在限定的共模电压范围内工作，并对过载和过压提供特定响应。

3.30 信号公共端 signal common

物理介质的公共参考导体，如电缆的屏蔽层。

3.31 增强功能 enhanced functionality

DMX512端口辅助数据链路的使用或DMX512端口主数据链路双向功能的使用。

3.32 DMX512处理设备 DMX512 processing device

能重新产生DMX512信号的设备、将非DMX512信号转换为DMX512信号输出的设备或者将输入的DMX512数据包转换为非DMX512信号输出的设备。普通的放大器等不属于此类设备。

3.33 控制器 controller

产生DMX512数据的发送设备。

3.34 通路连接 loop-through connection

通路

Thru

DMX512端口与另一个DMX512端口连接在一起的连接器或接线端子。其中，包括信号1＋、信号1－和数据链路公共端，以及可选的信号2＋和信号2－。

3.35 字段量 slot footprint

设备运行所需要的数据字段数。

3.36 刷新率 refresh rate

每秒发送零起始码DMX512数据包的次数。

3.37 中继设备 in-line device

任何接收和再发送DMX512信号的设备。

3.38 空闲 idle

“占”状态

DMX512链路中两字段间的高电平状态。

3.39 生产商ID manufacturer ID

由中国演艺设备技术协会演出场馆专业委员会分配给生产商或组织使用的两个字节的值，与特定的备用起始码一起使用，据此确认数据包内数据的特殊用途。不使用特定备用起始码的设备将忽略此数据包。

3.40 信号合成单元 merge units

一个或多个接收器和一个或多个发送器组成的设备，能将接收到的多个DMX512数据包，根据生产商的定义逻辑组合，产生新的DMX512数据包。

3.41 传统设备 legacy

全面遵守USITT DMX512或DMX512/1990标准的发送和接收设备。（遵守DMX512/1990的非调光器的接收设备也可被认为是传统设备。）

4 电气特性和物理层

4.1 概述

除有特殊声明，本标准中的电气特性全部采用EIA-485-A标准。如与EIA-485-A有冲突时，以本标准为准。

本标准规定了数据链路物理层的接地、终结方法、信号电平、电磁兼容（EMC）及连接到其他设备时意外损坏的预防。

除符合EIA-485-A的要求外，还应符合本标准第5章“标称的工作特性”和第6章“保护”的规定。

4.2 电气隔离

本标准具有EIA-485-A未规定的电气隔离要求，例如采用适当的光电隔离、变压器隔离或其他隔离方式，避免传输电压超过EIA-485-A所规定的共模电压极限（见第5章和第6章），同时与EIA-485-A兼容。

4.3 拓扑结构

数据链路包括单一的有源差分线路驱动器、一条接有终端器的传输线和一个或多个符合EIA-485-A和本标准要求的差分线路接收器。能返回状态信息的DMX512受控设备在本标准中称为应答设备，应答设备在本标准中列入接收设备，见附录B。

4.4 DMX512端口

DMX512端口是内部电子线路和物理发送线路（电缆）之间的信号连接点，也是EIA-485设备间的互连点。它可以由第7章所定义的连接器或接线端子构成。1个DMX512端口包括4个信号端和1个参考端，记作：信号1－、信号1＋，信号2－、信号2＋和数据链路公共端。

4.5 数据链路公共端和接地拓扑

第5章和附录A详细描述了接地方法。在任何情况下，DMX512端口的数据链路公共端与EIA-485-A驱动器或接收器的信号公共端之间必须为低阻抗。

4.6 推荐的接地连接

DMX512系统推荐使用参考接地的发送器和隔离接收器。在信号源端提供单点固定接地或与机壳连接，并允许发送器和接收器通过各自的建筑物接地而存在电位差。这种接地方法可保证设备正常工作，避免超过EIA-485-A规定的共模电压极限。详见EIA-485-A的4.3.1。其他接地方法见本标准附录A。

4.7 主数据链路

DMX512端口的信号1－和信号1＋构成主数据链路，第8章规定了数据格式。只要符合附录B中增强功能的要求，允许在主数据链路上有限制地使用多个发送器以半双工方式实现双向数据传输。

4.8 辅助数据链路

可选择使用。

4.8.1 辅助数据链路——有源应用

DMX512端口的信号2－和信号2＋提供了一个辅助的EIA-485-A数据链路，辅助链路可有许多不同的网络拓扑。只有符合附录B的增强功能的要求才能选择使用辅助数据链路。

4.8.2 辅助数据链路——无源通路端口

为了扩展增强功能，带有2个不进行数据有源处理或缓冲的DMX512端口（一个接收、一个发送）的设备应在这两个端口间提供直通无源连接。带有3个或3个以上DMX512端口的设备只为其中2个端口间提供直通无源连接。这2个端口应该按第10章的规定声明，同时在产品上标记。为了增强DMX512设备的互操作性，建议在可能的条件下在辅助链路上提供无源通路。

4.9 数据链路终结方法

DMX512数据链路应予以终结以消除信号振荡和反射，否则可能导致正确设计的系统出现误操作。本标准要求，当数据链路被终结后，所有连接到DMX512数据链路的设备应能正常工作。终端电阻为Ω，连接在信号＋和信号－之间。在推荐的链路拓扑结构中，当发送器连接在数据链路的一端时，数据链路的远端须终结；当发送器连接在数据链路的中间时，则数据链路的两端均须终结。

接收设备的生产商可以提供数据链路的内部终结，终结器件应符合本标准规定的电气性能和标记要求，其持续耐压应不小于交流30 V（50 Hz）或直流42 V。