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1、(10)申请公布号 CN 103139965 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103139965 A *CN103139965A* (21)申请号 201110388293.1 (22)申请日 2011.11.29 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 合肥爱默尔电子科技有限公司 地址 230088 安徽省合肥市高新区天湖路 9 号 2 号楼 5 层 502 室 (72)发明人 李健 (54) 发明名称 基于1-10V控制方式和DMX512协议间的耦合 器 (57) 摘要 本发明公开了一种基于 1-10V 控制方式和 DMX512 协议间的耦合器， 它包含。
2、有控制器 (2) 和 DMX512 发送电路 (3)， 所述控制器 (2) 的 PF0(AD) 引脚连接有1-10V数据采集电路(1)， 且所述控制 器 (2) 的 PF0(AD) 引脚与所述 1-10V 电压值采集 电路的 AD 端连接， 所述控制器 (2) 的 PD2(RXD1)、 PD3(TXD1) 引脚分别与 DMX512 发送电路 (3) 的 RXD1、 TXD1 端连接 ； 它设计合理， 结构简单， 针对 智能照明系统集成中出现的问题， 在不改变原来 1-10v照明控制的基础上增加DMX512协议的新设 备， 可解决系统间的衔接和扩展问题 ； 提高了系 统的集成度， 方便了设备采购。
3、和现场安装 ； 主要 适用于1-10v设备控制DMX512总线的智能照明控 制系统。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103139965 A CN 103139965 A *CN103139965A* 1/1 页 2 1.一种基于1-10V控制方式和DMX512协议间的耦合器， 它包含有控制器(2)和DMX512 发送电路 (3)， 其特征在于 ： 所述控制器 (2) 的 PF0(AD) 引脚连接有 1-10V 数据采集电路 (1。
4、)， 且所述控制器 (2) 的 PF0(AD) 引脚与所述 1-10V 电压值采集电路的 AD 端连接， 所述控 制器 (2) 的 PD2(RXD1)、 PD3(TXD1) 引脚分别与 DMX512 发送电路 (3) 的 RXD1、 TXD1 端连接。 2.根据权利要求1所述的一种基于1-10V控制方式和DMX512协议间的耦合器， 其特征 在于 ： 所述的 1-10V 数据采集电路 (1) 包含集成芯片 (JX3) 和 (JX4)、 电容 (CAD1) 和电阻 (RAD1)-(RAD4)。 3. 根据权利要求 1 所述的一种基于 1-10V 控制方式和 DMX512 协议间的耦合器， 其 特。
5、征在于 ： 所述的 DMX512 接收与发送电路 (3) 包含集成芯片 (J0)、 (J1)、 和 (U3)、 熔断器 (F1)-(F2)、 电阻 (R3)-(R4)、 电容 (C17)、 双向二极管 (D5)-(D7) 和双向稳压管 (D2)-(D3)。 4. 根据权利要求 2 所述的一种基于 1-10V 控制方式和 DMX512 协议间的耦合器， 其特 征在于 ： 所述的集成芯片 (JX3) 的 1 脚与电阻 (RAD2) 的一端连接， 集成芯片 (JX3) 的 2 脚 接地且与电阻 (RAD1) 的一端连接， 电阻 (RAD1) 的另一端和电阻 (RAD2) 的另一端均与电容 (CAD1。
6、) 的正极连接， 电容 (CAD1) 的负极接地 ； 集成芯片 (JX4) 的 2 脚接 10V 电源， 集成芯 片 (JX4) 的 1 脚分别与电阻 (RAD3) 的一端和电阻 (RAD4) 的一端连接， 电阻 (RAD3) 的另一 端接 12V 电源， 电阻 (RAD4) 的另一端接地。 5. 根据权利要求 3 所述的一种基于 1-10V 控制方式和 DMX512 协议间的耦合器， 其特 征在于 ： 所述的集成芯片 (U3) 的 1 脚接 RXD1， 集成芯片 (U3) 的 2 脚和 3 脚均接 CS1， 集成 芯片 (U3) 的 4 脚接 TXD1， 集成芯片 (U3) 的 5 脚接地且。
7、与电容 (C17) 的正极连接， 集成芯片 (U3) 的 8 脚与电容 (C17) 的负极连接， 且与电源 VCC 连接， 集成芯片 (U3) 的 6 脚分别与双 向稳压管 (D2) 的一端、 双向稳压管 (D3) 的一端和电阻 (R3) 的一端连接， 集成芯片 (U3) 的 的7脚分别与双向稳压管(D2)的另一端、 双向稳压管(D4)的一端和电阻(R4)的一端连接， 双向稳压管(D3)的另一端和双向稳压管(D4)的另一端连接， 均接地， 且均分别与双向二极 管(D5)的一端和双向二极管(D6)的一端连接， 电阻(R3)的另一端分别与双向二极管(D5) 的另一端、 双向二极管 (D7) 的另一。
8、端和熔断器 (F1) 的一端连接， 电阻 (R4) 的的另一端分 别与双向二极管 (D6) 的另一端、 双向二极管 (D6) 的另一端和熔断器 (F2) 的一端连接， 熔 断器 (F1) 的另一端分别与集成芯片 (J0) 的 2 脚和集成芯片 (J1) 的 2 脚连接， 熔断器 (F2) 的另一端分别与集成芯片 (J0) 的 3 脚和集成芯片 (J1) 的 3 脚连接， 集成芯片 (J0) 的 1 脚 接电源 VCC， 其 4 脚接地， 集成芯片 (J1) 的 1 脚接电源 VCC， 其 4 脚接地。 6.根据权利要求1所述的一种基于1-10V控制方式和DMX512协议间的耦合器， 其特征 在。
9、于 ： 所述的控制器 (2) 采用的是 AVR ATmega64 的处理器。 7.根据权利要求1所述的一种基于1-10V控制方式和DMX512协议间的耦合器， 其特征 在于 ： 所述的 DMX512 发送电路 (3) 采用的是差分电气形式。 8.根据权利要求1所述的一种基于1-10V控制方式和DMX512协议间的耦合器， 其特征 在于 ： 所述的 1-10V 数据采集电路实现模数直接的转换。 权 利 要 求 书 CN 103139965 A 2 1/4 页 3 基于 1-10V 控制方式和 DMX512 协议间的耦合器 技术领域 ： 0001 本发明涉及 DMX512 总线技术领域， 具体涉及。
10、一种基于 1-10V 控制方式和 DMX512 协议间的耦合器。 背景技术 ： 0002 随着社会的进步， 人们对舒适和节能提出了更高的要求， 智能灯光， 智能遮阳伞控 制将得到越来越广泛的应用。与此同时， 用户对系统集成和维护升级的要求越来越严格和 专业化， 标准化的产品逐步体现其综合优势。在智能照明领域中传统的照明控制方法是 1-10v 电压变化的方式。而 DMX512 照明控制方法近年来发展很快， 在系统扩展的工程中常 常越到在现有系统中难以加入新协议设备的难题。 DMX512协议是灯光行业数字化设备的通 用信号控制协议， 同时也是是一种国际协议。DMX512 超越了模拟系统， 其简单性。
11、、 可靠性以 及灵活性使其迅速成为照明领域优先选择的协议。 0003 随着控制系统集成度不断提高， 功能更加多样化， 采购同一厂家的设备已经不切 实际。 不同厂家不同设备不同协议间的通信成了系统集成的难题， 为了方便系统集成， 需要 一种不同协议间的转换设备。 发明内容 ： 0004 本发明的目的是提供一种基于1-10V控制方式和DMX512协议间的耦合器， 它针对 智能照明系统集成中出现的问题， 在不改变原来0-10v照明控制的基础上增加DMX512协议 的新设备， 可解决系统间的衔接和扩展问题 ； 提高了系统的集成度， 方便了设备采购和现场 安装。 0005 为了解决背景技术所存在的问题，。
12、 本发明是采用以下技术方案 ： 一种基于 1-10V 控制方式和 DMX512 协议间的耦合器， 它包含有控制器 (2) 和 DMX512 发送电路 (3)， 所述控 制器 (2) 的 PF0(AD) 引脚连接有 1-10V 数据采集电路 (1)， 且所述控制器 (2) 的 PF0(AD) 引 脚与所述 1-10V 电压值采集电路的 AD 端连接， 所述控制器 (2) 的 PD2(RXD1)、 PD3(TXD1) 引 脚分别与 DMX512 发送电路 (3) 的 RXD1、 TXD1 端连接。 0006 所述的 1-10V 数据采集电路 (1) 包含集成芯片 (JX3) 和 (JX4)、 电容。
13、 (CAD1) 和电 阻 (RAD1)-(RAD4)。 0007 所述的 DMX512 接收与发送电路 (3) 包含集成芯片 (J0)、 (J1)、 和 (U3)、 熔断器 (F1)-(F2)、 电阻 (R3)-(R4)、 电容 (C17)、 双向二极管 (D5)-(D7) 和双向稳压管 (D2)-(D3)。 0008 所述的集成芯片 (JX3) 的 1 脚与电阻 (RAD2) 的一端连接， 集成芯片 (JX3) 的 2 脚 接地且与电阻 (RAD1) 的一端连接， 电阻 (RAD1) 的另一端和电阻 (RAD2) 的另一端均与电容 (CAD1) 的正极连接， 电容 (CAD1) 的负极接地 。
14、； 集成芯片 (JX4) 的 2 脚接 10V 电源， 集成芯 片 (JX4) 的 1 脚分别与电阻 (RAD3) 的一端和电阻 (RAD4) 的一端连接， 电阻 (RAD3) 的另一 端接 12V 电源， 电阻 (RAD4) 的另一端接地。 0009 所述的集成芯片 (U3) 的 1 脚接 RXD1， 集成芯片 (U3) 的 2 脚和 3 脚均接 CS1， 集成 说 明 书 CN 103139965 A 3 2/4 页 4 芯片 (U3) 的 4 脚接 TXD1， 集成芯片 (U3) 的 5 脚接地且与电容 (C17) 的正极连接， 集成芯片 (U3) 的 8 脚与电容 (C17) 的负极连。
15、接， 且与电源 VCC 连接， 集成芯片 (U3) 的 6 脚分别与双 向稳压管 (D2) 的一端、 双向稳压管 (D3) 的一端和电阻 (R3) 的一端连接， 集成芯片 (U3) 的 的7脚分别与双向稳压管(D2)的另一端、 双向稳压管(D4)的一端和电阻(R4)的一端连接， 双向稳压管(D3)的另一端和双向稳压管(D4)的另一端连接， 均接地， 且均分别与双向二极 管(D5)的一端和双向二极管(D6)的一端连接， 电阻(R3)的另一端分别与双向二极管(D5) 的另一端、 双向二极管 (D7) 的另一端和熔断器 (F1) 的一端连接， 电阻 (R4) 的的另一端分 别与双向二极管 (D6) 。
16、的另一端、 双向二极管 (D6) 的另一端和熔断器 (F2) 的一端连接， 熔 断器 (F1) 的另一端分别与集成芯片 (J0) 的 2 脚和集成芯片 (J1) 的2 脚连接， 熔断器 (F2) 的另一端分别与集成芯片 (J0) 的 3 脚和集成芯片 (J1) 的 3 脚连接， 集成芯片 (J0) 的 1 脚 接电源 VCC， 其 4 脚接地， 集成芯片 (J1) 的 1 脚接电源 VCC， 其 4 脚接地。 0010 所述的控制器 (2) 采用的是 AVR ATmega64 的处理器。 0011 所述的 DMX512 发送电路 (3) 采用的是差分电气形式， 所述 DMX512 为的半双工通。
17、 信。 0012 所述的 1-10V 数据采集电路实现模数直接的转换， 通过 A/D 电路采集 1-10v 控制 线上的数据并送到控制器， 由控制器 2 处理数字信号。 0013 控制器采用的是AVR ATmega64， 控制器是高性能、 低功耗的8位处理器， 4K字节的 SRAM 能保证足够的数据存储空间 ； 控制器采用高可靠性的复位芯片， 保证处理器能在强干 扰条件下正常运行 ； 处理器按照程序设置采集1-10v控制线上的电压值， 转换为10bit宽的 数据， 经过数据处理转换为 DMX512 数据格式， 通过 DMX512 接收和发送电路发送到 DMX512 控制总线上 ； 实现两个不同。
18、系统间的数据耦合。 0014 所述的 DMX512 发送电路采用的是差分电气形式， DMX512 发送电路将控制器生成 的 DMX512 协议的信号经差分处理后， 发送给 DMX512 总线。 0015 本发明最终实现 1-10V 与 DMX512 协议间的转换， 方便了更大规模的系统集成。 0016 本发明设计合理， 结构简单， 针对智能照明系统集成中出现的问题， 在不改变原来 1-10v 照明控制的基础上增加 DMX512 协议的新设备， 可解决系统间的衔接和扩展问题 ； 提 高了系统的集成度， 方便了设备采购和现场安装 ； 主要适用于 1-10v 设备控制 DMX512 总线 的智能照明。
19、控制系统。 附图说明 ： 0017 图 1 为本发明的结构示意图。 0018 图 2 为本发明在智能照明控制系统中应用的示意图。 0019 图 3 为本发明中 1-10V 数据采集电路的原理图。 0020 图 4 为本发明中控制器的电路原理图。 0021 图 5 为本发明中 DMX512 接收与发送电路的原理图。 0022 图 6 为本发明中 DMX512 波形形式图。 具体实施方式 ： 0023 参照图 1- 图 6， 本具体实施方式采用以下技术方案 ： 一种基于 1-10V 控制方式和 说 明 书 CN 103139965 A 4 3/4 页 5 DMX512 协议间的耦合器， 它包含有控。
20、制器 (2) 和 DMX512 发送电路 (3)， 所述控制器 (2) 的 PF0(AD) 引脚连接有 1-10V 数据采集电路 (1)， 且所述控制器 (2) 的 PF0(AD) 引脚与所述 1-10V 电压值采集电路的 AD 端连接， 所述控制器 (2) 的 PD2(RXD1)、 PD3(TXD1) 引脚分别与 DMX512 发送电路 (3) 的 RXD1、 TXD1 端连接。 0024 所述的 1-10V 数据采集电路 (1) 包含集成芯片 (JX3) 和 (JX4)、 电容 (CAD1) 和电 阻 (RAD1)-(RAD4)。 0025 所述的 DMX512 接收与发送电路 (3) 包。
21、含集成芯片 (J0)、 (J1)、 和 (U3)、 熔断器 (F1)-(F2)、 电阻 (R3)-(R4)、 电容 (C17)、 双向二极管 (D5)-(D7) 和双向稳压管 (D2)-(D3)。 0026 所述的集成芯片 (JX3) 的 1 脚与电阻 (RAD2) 的一端连接， 集成芯片 (JX3) 的 2 脚 接地且与电阻 (RAD1) 的一端连接， 电阻 (RAD1) 的另一端和电阻 (RAD2) 的另一端均与电容 (CAD1) 的正极连接， 电容 (CAD1) 的负极接地 ； 集成芯片 (JX4) 的 2 脚接 10V 电源， 集成芯 片 (JX4) 的 1 脚分别与电阻 (RAD3)。
22、 的一端和电阻 (RAD4) 的一端连接， 电阻 (RAD3) 的另一 端接 12V 电源， 电阻 (RAD4) 的另一端接地。 0027 所述的集成芯片 (U3) 的 1 脚接 RXD1， 集成芯片 (U3) 的 2 脚和 3 脚均接 CS1， 集成 芯片 (U3) 的 4 脚接 TXD1， 集成芯片 (U3) 的 5 脚接地且与电容 (C17) 的正极连接， 集成芯片 (U3) 的 8 脚与电容 (C17) 的负极连接， 且与电源 VCC 连接， 集成芯片 (U3) 的 6 脚分别与双 向稳压管 (D2) 的一端、 双向稳压管 (D3) 的一端和电阻 (R3) 的一端连接， 集成芯片 (U。
23、3) 的 的7脚分别与双向稳压管(D2)的另一端、 双向稳压管(D4)的一端和电阻(R4)的一端连接， 双向稳压管(D3)的另一端和双向稳压管(D4)的另一端连接， 均接地， 且均分别与双向二极 管(D5)的一端和双向二极管(D6)的一端连接， 电阻(R3)的另一端分别与双向二极管(D5) 的另一端、 双向二极管 (D7) 的另一端和熔断器 (F1) 的一端连接， 电阻 (R4) 的的另一端分 别与双向二极管 (D6) 的另一端、 双向二极管 (D6) 的另一端和熔断器 (F2) 的一端连接， 熔 断器 (F1) 的另一端分别与集成芯片 (J0) 的 2 脚和集成芯片 (J1) 的 2 脚连接。
24、， 熔断器 (F2) 的另一端分别与集成芯片 (J0) 的 3 脚和集成芯片 (J1) 的 3 脚连接， 集成芯片 (J0) 的 1 脚 接电源 VCC， 其 4 脚接地， 集成芯片 (J1) 的 1 脚接电源 VCC， 其 4 脚接地。 0028 所述的控制器 (2) 采用的是 AVR ATmega64 的处理器。 0029 所述的 DMX512 发送电路 (3) 采用的是差分电气形式， 所述 DMX512 为的半双工通 信。 0030 所述的 1-10V 数据采集电路实现模数直接的转换， 通过 A/D 电路采集 1-10v 控制 线上的数据并送到控制器， 由控制器 2 处理数字信号。 00。
25、31 所述的1-10V数据采集电路1分为有源和无源两种类型， 在电路中可以选择， 短接 JX4时可以连接无源设备， 有本电路输出10V供给无源设备， 断开JX4则是无源型设备， 可以 直接采集电压数据。 RAD1和AD2的组合用于电压变换， 保证电压在TTL电平范围内， 可以直 接连接控制器 ； 在控制器中选用的是 10bit 的数据， 响应快， 精度完全能满足设计要求， 节 约了硬件成本， 提高的可靠性。 0032 所述的控制器 2 采用的是 AVR ATmega64 处理器， 它是高性能、 低功耗的 8 位处理 器， 4K 字节的 SRAM 能保证足够的数据存储空间。控制器 2 采用高可靠。
26、性的复位芯片， 保证 处理器能在强干扰条件下正常运行 ； 为了波特率的准确度， 采用 11.0952M 的晶振。 0033 所述的DMX512发送电路3根据协议规定采用的是差分电气形式， DMX512是国际通 说 明 书 CN 103139965 A 5 4/4 页 6 用的一种高速数据传输协议， 采用 RS485 硬件电路， 但是和普通的 485 有不同之处， DMX512 是半双工通信， 需要传输的是一个 88us 的低电平数据间隙， 作为一包数据的起始帧头， 接 收方有间隙检测电路， 需要找到数据的起始帧头， 无通信校验。DMX512 采用的是 250Kbps， 由于 DMX512 的通。
27、信开放， 效率高， 在照明尤其是舞台灯光中广泛使用， 兼容 DMX512 通信接 口已经是照明控制系统里默认的选择。DMX512 协议格式为每个数据位的时间是 4us， 每个 字节是11位， 就是44us， 因此512个字节的传输时间就22.528ms， 数据的帧头一般为88us， 数据帧之间还要有空隙， 一般为 8us 到 1ms 间。数据的格式如图 5. 在电路中加入了保护 电路， 采用的是双向缓冲二极管和可恢复保险丝， 保证在总线上遇到异常时， 是电路不会损 坏。芯片选择的是 sp485 芯片， 因为 DMX512 的通信是半双工的， 所以通过控制芯片引脚 RE 为高电平， 选择通信的方。
28、向。 0034 本具体实施方式最终实现了 1-10v 控制与 DMX512 协议间的数据耦合。 0035 本具体实施方式设计合理， 结构简单， 针对智能照明系统集成中出现的问题， 在不 改变原来 1-10v 照明控制的基础上增加 DMX512 协议的新设备， 可解决系统间的衔接和扩 展问题 ； 提高了系统的集成度， 方便了设备采购和现场安装 ； 主要适用于 1-10v 设备控制 DMX512 总线的智能照明控制系统。 说 明 书 CN 103139965 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103139965 A 7 2/3 页 8 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103139965 A 8 3/3 页 9 图 6 说 明 书 附 图 CN 103139965 A 9 。