RT-Thread-【24 嵌入式设计大赛】基于英飞凌 Psoc6-EvaluationKit-062S2+ WIFI模块的DMX512协议转换器RT-Thread问答社区

【24 嵌入式设计大赛】基于英飞凌 Psoc6-EvaluationKit-062S2+ WIFI模块的DMX512协议转换器

发布于 2024-09-15 16:02:39 浏览：468 订阅该版

**1. 项目简介**
- 本项目主要功能为实现WIFI转DMX512以实现灯光设备控制功能，DMX512为灯光市场上专用的控制协议，目前主流的方案为UART转RS485通讯模式，波特率为250Kbps，传输速率较高，随着物联网技术的发展，为了能兼容到物联网当中，所以设计该项目，WIFI转DMX512，以便接入物联网设备中。

***关键协议介绍-DMX512协议介绍***：
![DMX512.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/bfa2a34233390defebba6fae09a5cd9c.png)
 1. DMX512，使用的波特率是250Kbps

1. 一个完整的DMX512数据包的格式由一个MTBP信号、一个BREAK信号、一个MAB信号和一个SC信号，以及后		面的数据帧组成。其分别的含义如下：

1. MTBP（Mark Time Between Packages）标志着一个完整的DMX512数据包的发送完毕，高电平有效，表	  示当前传输线处于空闲状态，没有数据传输。

1. BREAK 是一个DMX512数据包的起始控制信号，对应着一个数据包结束后的复位阶段，复位完成后接着应该	发送下一包的数据。协议规定BREAK的信号为低电平有效，并且持续时间不小于两个DMX512的数据帧的长		度，即88us。

1. MAB（Mark After Break）是一个数据包开始发送的标识，由于每一个数据帧的第一个位为低电平，故为	   了区分BREAK的低电平和数据帧的起始位的低电平，加入了MAB信号。协议规定了MAB的典型持续时长为	8us，即两个位的时间，高电平有效。

1. SC（Start Code）SC即起始码，它和一个普通的数据帧一样，但是它的8位数据位均为零，标示数据包中	 数据帧的开始。
 1. 数据帧，包含灯光的控制信号
一个数据帧有11bits，其中第一bit是起始位，后接8bits数据位，最后还有2bit停止位，无校验。
![5HteEf214Vv8QKj.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/0c55b459e743858420463b719c59c0a0.png)

**2. 项目系统结构及功能介绍**
**2.1. 整体项目系统构造如下图**：
![wifi-dmx.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/c1672610085b57f298bac0b90d946277.jpg)
**2.2、项目开发板靓照如下图**：
![default.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/0a8e22a847176b11a64a431a406a7c53.jpg.webp)
**2.3、项目开发用的主要硬件资源如下图**：
***UART5:P11.0+P11.1***
![UART.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/d4b6882dab98c0d1444b1bcd2b01d196.jpg)
***WIFI:SD接口wifi模块***
![WIFI.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/0587b2c9d69027e4aa1cb55af4ec8d0d.jpg)
**2.4、主要功能**：
1. WIFI组网，DEVICE模式，接入至路由器
2. WIFI SOCKET链接，TCP数据包接收及数据解析
3. DMX信号输出等
4. 安全防干扰通讯等

**3. 项目关键功能验证及发现问题**
**3.1、WIFI相关**
*WIFI 模块功能验证*：
![wifi-suc.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/35a25990858bd242d3aea25a83c54d00.jpg)
能够成功加入wifi路由器，PING网络正常
ps：验证WIFI模块时，走了不少弯路，**发现该WIFI模块不能连接未开广播的WIFI网络**，开始由于WIFI未开启广播，导致一直链接不是，各种查找问题，😂，后来开启广播后，才能正常链接
![wifi_device.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/87acd14e31eb36a8cd769c1adad056af.jpg)
**3.2、DMX信号输出验证**
250K UART信号输出，但是又不是全标准的UART信号，最终信号输出波形如下：
![DMX512.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/9696c37f9708c2025f59455eb093ec16.jpg)
由于DMX为不完全UART信号，调试该功能时遇到BREAK信号与UART信号如何切换的问题，BREAK信号通过IO口模式实现，然后又要切换至UART模式，调试很久，**发现驱动未实现IO口及UART释放功能**，后修改代码后，才能实现UART信号与IO口切换功能，部分代码实现如下：

```c
static void serial_thread_entry(void *parameter)
{
    char ch=0;
    int ret=0;

memset(DMX_SendBuff, 0, sizeof(DMX_SendBuff));

//rt_device_close(serial);

struct ifx_uart *uart = (struct ifx_uart *) serial->user_data;
    RT_ASSERT(uart != RT_NULL);
    //cyhal_uart_free(uart->config->uart_obj);

//    rt_pin_mode(TXD_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);

while (1)
    {
//        /* 从串口5读取一个字节的数据，没有读取到则等待接收信号量 */
//        while (rt_device_read(serial, -1, &ch, 1) != 1)
//        {
//            /* 阻塞等待接收信号量，等到信号量后再次读取数据 */
//            rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);
//        }
        /* 读取到的数据通过串口5错位输出 */
        rt_device_close(serial);
        cyhal_uart_free(uart->config->uart_obj);

rt_pin_mode(TXD_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
        rt_pin_write(TXD_PIN, PIN_LOW);
        rt_thread_sleep(2);
        rt_pin_write(TXD_PIN, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(TXD_PIN, PIN_LOW);
        delay_us(200);
        cyhal_gpio_free(TXD_PIN);

for(uint16_t i=0;i<sizeof(DMX_SendBuff);i++)
        {
            DMX_SendBuff[i]=i%256;
        }

rt_device_open(serial, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_STREAM);
        ret = rt_device_write(serial, 0, DMX_SendBuff, sizeof(DMX_SendBuff));
        //cyhal_uart_write(uart->config->uart_obj, DMX_SendBuff, &sizeof(DMX_SendBuff))

rt_kprintf("loop  0x%x\n", ret);
        rt_thread_mdelay(100);
    }
}
```

**4. Demo效果及待优化问题**
经过一段时间的调试验证和摸索，当前实现的demo效果如下所示，后面还有很多需要优化的地方
[1595518772.mp4](https://club.rt-thread.org/file_download/a226a3ab837d048b)

![_cgi-bin_mmwebwx-bin_webwxgetmsgimg__&MsgID=537548967747930552&skey=@crypt_976bfce6_59bcc2bc9f33020e2415e27364ff8d4b&mmweb_appid=wx_webfilehelper.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/6fadc5d9366df817988c686908556d27.jpg.webp)
待优化问题：
1. WIFI速率及交互协议完善
2. DMX信号输出与时序等
3. 整机稳定性及安全及防干扰方案等

最后感谢下这次活动举办方和赞助商，谢谢