西方戲劇時代始于公元前500年左右的希臘，露天劇院使用太陽作為主要照明源，但經常添加燈籠來指示夜間場景。這些早期的照明應用已經演變成當今可用的更復雜的系統。

現代照明設備包括調光器、閃光燈、移動燈、彩色燈和圖案輪（光學之前的 GOes）。這些照明系統通常使用 DMX4000 通信協議進行長距離控制 — 最遠可達 512 英尺。

什么是 DMX512？

DMX512 是由娛樂服務和技術協會 （ESTA） 制定的標準。本標準描述了控制器與受控照明設備和附件（包括調光器和相關設備）之間的數字數據傳輸方法。物理電氣接口由 EIA/TIA-485（也稱為 RS-485）指定。

DMX512 標準規定了 8 位異步串行協議和 250kbps 數據速率，旨在將重復的控制數據從單個控制器傳輸到一個或多個接收器。主鏈路上的控制數據由多達 513 個插槽組成，這些插槽通過平衡傳輸線以數據包形式發送。

8 位格式的信息按順序發送到各個節點。值范圍為 0 到 255，其中 0 表示關閉條件，255 表示打開條件。持續兩幀的中斷條件表示 512 個值序列的開始。至少 8 μs 的高電平表示第一個字節的開始。

離散 DMX512 系統配置

DMX512 端口由四個信號（Data1+、Data1–、Data2+ 和 Data2–）和一個公共基準組成。主數據鏈路由 Data1+ 和 Data1– 組成。可選的輔助數據鏈路由 Data2+ 和 Data2– 組成。配對鏈路配置為雙向半雙工RS-485通信網絡。

DMX512 標準規定了使用接地參考發送設備和隔離接收設備的系統。接收設備是隔離的，以保護昂貴的照明設備免受有害的電流浪涌的影響。

圖 1 顯示了隔離式 DMX512 接收器的分立實現方案。隔離電源由驅動變壓器初級側的變壓器驅動器產生。變壓器的輸出經過整流和調節，以產生隔離式 5V 電源。RS-485收發器的數據和控制信號使用光隔離進行隔離。

ADM485 RS-485收發器將A引腳和B引腳上的控制信號轉換為RXD引腳上的串行輸出。該信號采用光隔離，并連接到ADuC7020精密模擬微控制器的UART輸入端。ADuC7020軟件對消息進行解碼，并將邏輯電平信號輸出到數模轉換器（DAC）。ADTL084 JFET輸入運算放大器緩沖DAC輸出，以提供0 V至10 V信號。

ADuC7020軟件發送響應，指示消息已正確接收。該信號與ADM485光學隔離，ADM<>在A和B引腳上輸出信號。

圖1.分立式 DMX512 接收器框圖。

使用 ADM512E 的 DMX2487 系統配置

圖2顯示了使用ADM512E隔離式RS-2487收發器的更簡單、集成度更高的隔離式DMX485接收器。片內振蕩器輸出一對方波，驅動外部變壓器，提供總線側所需的 3.3V 隔離電源。該器件的邏輯側采用 3.3V 或 5V 電源供電。ADM2487E采用i耦合器數字隔離技術，將3通道隔離器、3態差分線路驅動器和差分輸入接收器集成到單個封裝中。TXD、RXD、DE 和 RE 引腳直接連接到 ADuC7020 UART。?

圖2.ADM2487E DMX512接收器原理框圖

ADM2487E收發器適用于多點傳輸線路上的半雙工或全雙工通信，數據速率高達500 kbps。它提供 2.5kV有效值隔離 — 通過美國保險商實驗室 （UL） 和 VDE 標準認證 — 以及 ±15kV ESD 保護。

對于半雙工操作，發射器輸出引腳Y與接收器輸入引腳A外部連接，發射器輸出引腳Z連接到接收器輸入引腳B，從而共享同一傳輸線。 ADM2487E專為平衡傳輸線而設計，符合TIA/EIA-485-A-98和ISO 8482：1993標準。

限流和熱關斷功能可防止輸出短路以及總線爭用可能導致功耗過大的情況。ADM40E的額定溫度范圍為–85°C至+2487°C工業溫度范圍，采用16引腳寬體SOIC封裝。

ADM2487E采用開路和短路故障安全接收器輸入設計，無需外部偏置電阻。低輸入電流接收器設計 （125 μA） 允許在同一總線上連接多達 256 個節點。

用ADM512E方案取代分立式DMX2487接收器實現方案，可提供節省空間、更可靠、更可靠的系統。

為什么隔離很重要？

兩個或多個互連電路之間的突然電壓浪涌可能會損壞昂貴的設備。電氣隔離旨在保護昂貴的設備免受這些電壓浪涌的影響。由于節點之間的距離，DMX512 發射器和接收器需要不同的電源。這將增加接地的阻抗，使來自其他來源的接地電流更有可能進入鏈路的地線。隔離鏈路可以減少甚至消除這些問題。如果無法保證系統中不同節點接地處的電位在接收器的共模范圍內，則需要進行圖3所示的電流隔離。

圖3.電流隔離允許信息流，防止接地電流。

ADM2487E將電流隔離與收發器集成在一起，可針對有害的浪涌提供可靠的保護。它是實現隔離式 DMX512 接收器的理想解決方案，將減小整體外形尺寸、提高可靠性并提高魯棒性。

審核編輯：郭婷