WH/T32—2008DMX512-A燈光控制數據傳輸協議（一）

說明：WH/T32-2008《DMX512-A燈光控制數據傳輸協議》是中華人民共和國文化行業標準，由文化部于2008年4月3日發布，2008年6月1日起實施。

本標準等同采用美國國家標準E1.11-2004《USITT DMX512-A 燈光及附屬設備控制的異步串行數據數字傳輸標準》，英文名稱：American National Standard E1.11-2004 Entertainment Technology -USITT DMX512-A Asynchronous Serial Digital Data Transmission Standard for Controlling Lighting Equipment and Accessories。

1 總述

1.1 范圍

本標準規定燈光控制系統中控制器與在1.4中所描述的調光器及其相關設備等被控設備間的數據傳輸方法，包括電氣特性、數據格式、數據傳輸協議和連接器類型。凡符合本標準的設備應標記“DMX512-A”。除另有說明，本文中DMX512即表示DMX512-A。

本標準適用于燈光控制設備生產和燈光控制設備的系統集成。

本標準對燈光控制設備和系統的設計者和使用者具有指導作用。

本標準不包括對線纜和配線的要求。

1.2 概述

本標準采用一種簡單的異步八位串行數據協議，包括由標準通用異步收發設備（UARTs）產生無類型的字節流。本標準中數據傳輸的物理介質通常是兩對電纜線，每對都可以作為數據鏈路來使用。數據鏈路采用ANSI/TIA/EIA-485-A-1998（下文簡稱“EIA-485-A”）的平衡數據傳輸技術驅動。設備端口可采用5芯XLR連接器或固定連接。本標準也允許按第7章“連接方法”的規定采用其他的連接器。

主數據鏈路上的數據以數據包形式發送，最多可達到513個字段。第一個字段為起始碼，定義數據包中后續字段的用途，符合本標準的設備的互聯性主要取決于發送設備零起始碼的使用，接收設備的功能取決于從收到的數據包中對相關數據的提取和處理。

輔助數據鏈路中的數據應用范圍廣泛，但數據鏈路應符合EIA-485-A的規定，本標準明確規定了特殊應用所要求的電路拓撲。

1.3 標準的正確使用

本標準只能在有限的領域中使用，不適用于在同一線路上傳送燈光、音響、舞臺機械控制數據的綜合網絡。

本標準對零起始碼數據包無強制性錯誤檢測，不保證所有的DMX512數據包能被收到。

1.4 可發送的控制數據

可發送調光器、其他燈光設備和不危及安全的相關設備的控制數據，可以把控制數據從一個控制設備重復地傳送到一個或多個接收設備。

1.5 不可發送的控制數據

本協議無強制性錯誤檢測，因此不適用于可能危及安全的設備的控制。

1.6 標準的執行

對執行本標準的標記、標識和聲明并不表示中國演藝設備技術協會演出場館設備專業委員會對其設備的認證。參考第10章“標志和聲明”、第11章“協議執行一致性聲明（PICS）”和附錄F“對附錄A到附錄E的協議執行一致性聲明（PICS）”。

2 規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

GB/T 15157.7-2002 頻率低于3 MHz的印制板連接器第7部分：有質量評定的具有通用插合特性的8位固定和自由連接器詳細規范

ISO/IEC 646 信息技術-信息交換用ISO 7位編碼字符集

ANSI/TIA/EIA-568-B-2001 商業建筑通訊電纜標準

ANSI/TIA/EIA-485-A-1998 平衡多點數字系統中使用的發送器和接收器電氣特性，簡寫為EIA-485-A

USITT DMX512/1990 調光器和控制器的數據傳輸標準

3 術語和定義

3.1 異步（傳輸方式）asynchronous

信號可在任何時間開始發送，無需獨立的時鐘線與接收設備進行鎖定或同步。

3.2 通用異步收發設備 universal asynchronous receiver transmitter （UART）

發送、接收異步串行數據的設備。

3.3 數據鏈路 data link

連接發送設備和接收設備之間的物理線路。

3.4 復位信號 break

從高電平轉向低電平開始，到再從低電平轉向高電平的過程，其中低電平至少持續88 μs。

3.5 復位后標記 mark after break（MAB）

從表示復位結束的低電平向高電平的轉換到表示起始碼起始位開始的高電平向低電平轉換之間的時間。

3.6 字段 slot

DMX512數據包中一系列被編號的幀字節。一個數據鏈最多包含513個字段，從0字段開始。0字段為起始碼，字段1到字段512為數據字段。

3.7 起始碼 start code

復位后發送的第一個字段，表示后續信息的類型。

3.8 復位序列 reset sequence

復位信號、復位后標記和起始碼組成的序列。

3.9 復位前標記 mark before break（MBB）

最后字段的第二個停止位的終止到表示復位開始的高電平向低電平轉換的時間。

3.10 數據包 packet

復位序列及到下一復位前標記之前的所有后續字段。

3.11 零起始碼 null start code

數值為“0”的起始碼（00h）。

3.12 發送器 transmitting device

發送設備

產生DMX512信號的設備。

3.13 信號＋data+

正信號。

3.14 信號－data-

負信號。

3.15 電路公共端 circuit common

EIA-485-A驅動電路或接收電路的公共參考端，即供電電源“0V”端。

3.16 DMX512端口 DMX512 port

DMX512信號接口（連接器或接線端子）。

3.17 共模電壓 common mode voltage

相對于電路公共端，在“信號＋”線和“信號－”線上均出現的電壓。

Vcm= (Va＋Vb)/2。

其中：Vcm——共模電壓；

Va——“信號＋”相對于電路公共端的電壓；

Vb——“信號－”相對于電路公共端的電壓。

3.18 占mark

信號＋為高電平的線路狀態，“占”代表二進制1。

3.19 數據鏈路公共端 data link common

數據鏈路的電路公共端。

3.20 起始位 start bit

每個字節前的附加位，向接收器表示一個新字節的開始。起始位總是低電平，即“空”。

3.21 停止位 stop bit

每個字節后的附加位，表示字節的結束。每個DMX512字段有2個停止位。停止位總是高電平，也就是“占”。

3.22 接收器 receiver

接收設備

接收DMX512信號的設備。

3.23 數據鏈 universe

源于單個信號源的DMX512數據鏈路。一個數據鏈最多包括512個DMX512數據字段。

3.24 空space

信號＋為低電平的線路狀態，“空”代表二進制0。

3.25 接地端 earth ground

電路的公共端或電源的零電位端，通常連接到設備的金屬機殼。

3.26 線路驅動器 line driver

驅動器

對數據鏈路提供差分電壓的一種電路，工作于限定的共模電壓范圍內并對過載和過壓提供特定響應。

3.27 隔離 isolated

輸出與輸入間無電氣連接。

3.28 終端器 terminator

用于使數據鏈路上有礙的反射信號降到最小的器件或電路。

3.29 線路接收器 line receiver

能夠檢測到數據鏈路上的差分電壓的一種電路，在限定的共模電壓范圍內工作，并對過載和過壓提供特定響應。

3.30 信號公共端 signal common

物理介質的公共參考導體，如電纜的屏蔽層。

3.31 增強功能 enhanced functionality

DMX512端口輔助數據鏈路的使用或DMX512端口主數據鏈路雙向功能的使用。

3.32 DMX512處理設備 DMX512 processing device

能重新產生DMX512信號的設備、將非DMX512信號轉換為DMX512信號輸出的設備或者將輸入的DMX512數據包轉換為非DMX512信號輸出的設備。普通的放大器等不屬于此類設備。

3.33 控制器 controller

產生DMX512數據的發送設備。

3.34 通路連接 loop-through connection

通路

Thru

DMX512端口與另一個DMX512端口連接在一起的連接器或接線端子。其中，包括信號1＋、信號1－和數據鏈路公共端，以及可選的信號2＋和信號2－。

3.35 字段量 slot footprint

設備運行所需要的數據字段數。

3.36 刷新率 refresh rate

每秒發送零起始碼DMX512數據包的次數。

3.37 中繼設備 in-line device

任何接收和再發送DMX512信號的設備。

3.38 空閑 idle

“占”狀態

DMX512鏈路中兩字段間的高電平狀態。

3.39 生產商ID manufacturer ID

由中國演藝設備技術協會演出場館專業委員會分配給生產商或組織使用的兩個字節的值，與特定的備用起始碼一起使用，據此確認數據包內數據的特殊用途。不使用特定備用起始碼的設備將忽略此數據包。

3.40 信號合成單元 merge units

一個或多個接收器和一個或多個發送器組成的設備，能將接收到的多個DMX512數據包，根據生產商的定義邏輯組合，產生新的DMX512數據包。

3.41 傳統設備 legacy

全面遵守USITT DMX512或DMX512/1990標準的發送和接收設備。（遵守DMX512/1990的非調光器的接收設備也可被認為是傳統設備。）

4 電氣特性和物理層

4.1 概述

除有特殊聲明，本標準中的電氣特性全部采用EIA-485-A標準。如與EIA-485-A有沖突時，以本標準為準。

本標準規定了數據鏈路物理層的接地、終結方法、信號電平、電磁兼容（EMC）及連接到其他設備時意外損壞的預防。

除符合EIA-485-A的要求外，還應符合本標準第5章“標稱的工作特性”和第6章“保護”的規定。

4.2 電氣隔離

本標準具有EIA-485-A未規定的電氣隔離要求，例如采用適當的光電隔離、變壓器隔離或其他隔離方式，避免傳輸電壓超過EIA-485-A所規定的共模電壓極限（見第5章和第6章），同時與EIA-485-A兼容。

4.3 拓撲結構

數據鏈路包括單一的有源差分線路驅動器、一條接有終端器的傳輸線和一個或多個符合EIA-485-A和本標準要求的差分線路接收器。能返回狀態信息的DMX512受控設備在本標準中稱為應答設備，應答設備在本標準中列入接收設備，見附錄B。

4.4 DMX512端口

DMX512端口是內部電子線路和物理發送線路（電纜）之間的信號連接點，也是EIA-485設備間的互連點。它可以由第7章所定義的連接器或接線端子構成。1個DMX512端口包括4個信號端和1個參考端，記作：信號1－、信號1＋，信號2－、信號2＋和數據鏈路公共端。

4.5 數據鏈路公共端和接地拓撲

第5章和附錄A詳細描述了接地方法。在任何情況下，DMX512端口的數據鏈路公共端與EIA-485-A驅動器或接收器的信號公共端之間必須為低阻抗。

4.6 推薦的接地連接

DMX512系統推薦使用參考接地的發送器和隔離接收器。在信號源端提供單點固定接地或與機殼連接，并允許發送器和接收器通過各自的建筑物接地而存在電位差。這種接地方法可保證設備正常工作，避免超過EIA-485-A規定的共模電壓極限。詳見EIA-485-A的4.3.1。其他接地方法見本標準附錄A。

4.7 主數據鏈路

DMX512端口的信號1－和信號1＋構成主數據鏈路，第8章規定了數據格式。只要符合附錄B中增強功能的要求，允許在主數據鏈路上有限制地使用多個發送器以半雙工方式實現雙向數據傳輸。

4.8 輔助數據鏈路

可選擇使用。

4.8.1 輔助數據鏈路——有源應用

DMX512端口的信號2－和信號2＋提供了一個輔助的EIA-485-A數據鏈路，輔助鏈路可有許多不同的網絡拓撲。只有符合附錄B的增強功能的要求才能選擇使用輔助數據鏈路。

4.8.2 輔助數據鏈路——無源通路端口

為了擴展增強功能，帶有2個不進行數據有源處理或緩沖的DMX512端口（一個接收、一個發送）的設備應在這兩個端口間提供直通無源連接。帶有3個或3個以上DMX512端口的設備只為其中2個端口間提供直通無源連接。這2個端口應該按第10章的規定聲明，同時在產品上標記。為了增強DMX512設備的互操作性，建議在可能的條件下在輔助鏈路上提供無源通路。

4.9 數據鏈路終結方法

DMX512數據鏈路應予以終結以消除信號振蕩和反射，否則可能導致正確設計的系統出現誤操作。本標準要求，當數據鏈路被終結后，所有連接到DMX512數據鏈路的設備應能正常工作。終端電阻為Ω，連接在信號＋和信號－之間。在推薦的鏈路拓撲結構中，當發送器連接在數據鏈路的一端時，數據鏈路的遠端須終結；當發送器連接在數據鏈路的中間時，則數據鏈路的兩端均須終結。

接收設備的生產商可以提供數據鏈路的內部終結，終結器件應符合本標準規定的電氣性能和標記要求，其持續耐壓應不小于交流30 V（50 Hz）或直流42 V。

4.10 未通電設備

連接在數據鏈路上的未通電DMX512設備應不影響DMX512傳輸系統性能、不降低數據鏈路上的阻抗。