DALI通信協(xié)議及地址分配原理

1、DALI電壓范 W：9.5-22.57 接I 輸;0.«/33 0-1,W0K+/5%12067L7V357TBC857B023BC857B LRX|5V4 7K+/-1%DAL r蝕線輸入M2AC2UBMB&SDAL：總線接口1K+/-5%C23 iDuF/ievEft/357TR703.3K+/-1%RE嚴(yán)V 470+/-1 %10K+/-1%A67R69 1RS+/-51 12066CS17厠1輸冶過(guò)流保護(hù)；0.6/1,5-40OJI1A吋為過(guò)流動(dòng)作DALI協(xié)議（數(shù)字可編址的照明接口 訊，DALI的設(shè)計(jì)不是用于復(fù)雜的總線系統(tǒng), 適的接口集成到建筑物管理系統(tǒng)中。Digit

2、al Addressable Lighting Interface）的新標(biāo)準(zhǔn)定義了電子鎮(zhèn)流器和控制單元之間的數(shù)字通而是用于室內(nèi)的智能，高性能照明管理，注重照明的靜態(tài)效果，這些功能當(dāng)然可以通過(guò)合為了保證各廠商的 DALI元件之間完全兼容，DALI協(xié)議被世界標(biāo)準(zhǔn)化，并編制進(jìn)IEC60929鎮(zhèn)流器標(biāo)準(zhǔn)中，該標(biāo)準(zhǔn)的附錄E部分清楚地描述了 DALI的電氣特性和協(xié)議。這就建立了在全世界銷售和使用DALI元件的基礎(chǔ)，無(wú)需考慮廠商、國(guó)家或技術(shù)上的不兼容，世界著名的公司都支持這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在DALI協(xié)議中，最復(fù)雜部分就是主機(jī)給DALI設(shè)備自動(dòng)分配地址的過(guò)程，也是設(shè)計(jì)DALI主控制器的難點(diǎn)。本人現(xiàn)在設(shè)計(jì)的DALI主控

3、制采用32位LPC2292 CPU，具有獨(dú)立的2路DALI總線回路，同時(shí)使用 CAN總線與其它系統(tǒng)連接，整個(gè)主控制器實(shí)現(xiàn)兩種DALI總線設(shè)備的管理，包括地址分配，分組，場(chǎng)景設(shè)置，時(shí)間表，時(shí)序控制等功能。下面只要討論DALI自動(dòng)分配地址過(guò)程的實(shí)現(xiàn)方法：地址分配分為三種情況:1.所有設(shè)備重新分配地址，這種情況一般是在第一次工程調(diào)試時(shí)使用;DALI協(xié)議是用于照明系統(tǒng)控制的開(kāi)放式異步串行數(shù)字通信協(xié)議DALI系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)最多可以連接 64個(gè)從機(jī)單元，每個(gè)DALI從機(jī)使用唯一的個(gè)體標(biāo)識(shí)地 址，該地址在系統(tǒng)初始化時(shí)設(shè)定，使用過(guò)程中根據(jù)需要修改從機(jī)的地址； 從機(jī)單元最多可分為16組（以 組地址區(qū)分

4、），每個(gè)從機(jī)可以屬于幾個(gè)不同的組，每組設(shè)備可以設(shè)定16個(gè)場(chǎng)景。主機(jī)與從機(jī)之間使用兩條信號(hào)線通信，數(shù)據(jù)采用曼切斯特編碼方式編碼，信號(hào)的上升沿表示“1”，下降沿表示“ 0”，通信速率為1.2kbaud/s。通信過(guò)程中主機(jī)使用兩種不同的數(shù)據(jù)幀格式；發(fā)送幀（主機(jī)發(fā) 送到從機(jī)）和接收幀（從機(jī)發(fā)送到主機(jī)）。DALI協(xié)議定義了用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的雙字節(jié)指令集，指令分為標(biāo)準(zhǔn)指令和專用指令兩大類。標(biāo)準(zhǔn)指令 的第一字節(jié)為地址字節(jié)，用于對(duì) DALI從機(jī)的尋址；第二字節(jié)為命令字節(jié)，用來(lái)控制尋址得到的DALI從機(jī)。使用標(biāo)準(zhǔn)指令，主控制器可以實(shí)現(xiàn)對(duì) DALI從機(jī)的分組控制、調(diào)光控制、場(chǎng)景設(shè)定等功能。專用 命令不包含地址字節(jié)

5、，兩字節(jié)內(nèi)容都是命令碼，使用廣播方式發(fā)送，主要用來(lái)對(duì)DALI系統(tǒng)進(jìn)行地址初始化。DALI接口（限流,過(guò)流保護(hù)）2.擴(kuò)展分配地址，只給沒(méi)有分配地址的設(shè)備分配地址,工程上新添加設(shè)備時(shí)使用；3. 重復(fù)地址分配，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在兩種相地址的設(shè)備時(shí)，這里需要重新為這兩個(gè)設(shè)備重新分配地址。而三種情況的區(qū)別只要是在分配地址協(xié)議初始化時(shí)，使用Command 258: 1010 0101 XXXX XXXX "INITIALISE"作區(qū)分，當(dāng)：XXXX XXXX = 0000 0000 為所有設(shè)備重新分配地址；XXXX XXXX = 1111 1111 擴(kuò)展分配地址；XXXX XXXX = 0AA

6、A AAA1 重復(fù)地址的重新分配，其中 AAAAAA 為指定的重復(fù)的地址；這里需要提及一下 DALI 自動(dòng)分配地址的原理： （要求不同廠商生產(chǎn)的 DALI 設(shè)備必須符合 DALI 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并所有設(shè)備掛在同一 總線上。）在經(jīng)過(guò)前面的初始化命令后，主控制器需要發(fā)送隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生命令RANDOMISE ，這時(shí)，被初始化過(guò)的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生一個(gè)24 位的隨機(jī)數(shù)，當(dāng)然要求每個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)不能相同，而且不能等于0和FFFFFF,這也是個(gè)技術(shù)性的難題，以后再討論。在設(shè)備產(chǎn)生了隨機(jī)數(shù)后，主機(jī)開(kāi)始發(fā)送一個(gè)自己的 24 位數(shù)據(jù)和總線上的設(shè)備比較，找到最小隨機(jī)數(shù)的設(shè)備，這時(shí)就給這個(gè)設(shè)備分配一個(gè)沒(méi)有分配的最小 地址，成功

7、分配地址給該設(shè)備后，再發(fā)送一個(gè)退出命令，則這個(gè)已分配地址的設(shè)備退出初始化狀態(tài)，不再響應(yīng)主機(jī)的比較命令。重復(fù)以上 過(guò)程，直至找到所有 DALI 設(shè)備。分配地址過(guò)程需要使用到的命令有：2581010 0101XXXX XXXXINITIALISE （初始化 ）2591010 01110000 0000RANDOMISE（產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)）2601010 10010000 0000COMPARE（ 比較主機(jī)數(shù)據(jù)與隨機(jī)數(shù)大小 ）261101010110000 0000WITHDRAW （退出比較命令）26410110001HHHH HHHHSEARCHADDRH （主機(jī)數(shù)據(jù)高字節(jié)）26510110011MM

8、MM MMMMSEARCHADDRM （主機(jī)數(shù)據(jù)中節(jié)）26610110101LLLL LLLLSEARCHADDRL （主機(jī)數(shù)據(jù)低節(jié)）267101101110AAA AAA1PROGRAM SHORT ADDRESS（編程地址）268101110010AAA AAA1VERIFY SHORT ADDRESS （校驗(yàn)地址）從上面地址分配的原理可以看到，在這個(gè)分配的過(guò)程中，最只要是主機(jī)24位數(shù)據(jù)和DALI設(shè)備24隨機(jī)數(shù)比較的問(wèn)題。如何才找到最小的隨機(jī)數(shù)的設(shè)備呢？解決這個(gè)問(wèn)題是關(guān)鍵。比較兩個(gè)數(shù)據(jù)的大小方法很多，本人在這里只要采用是 2 分算法。實(shí)現(xiàn)步驟如下：1. 主機(jī)發(fā)送FFFFFF與DALI設(shè)備比

9、較，因?yàn)镈ALI設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)肯定比 FFFFFF要小的，如果總線上存在沒(méi)有分配地址的設(shè)備，則肯定回答 YES。否則NO。2. 在上一步中得知總線上有沒(méi)有分配地址的設(shè)備后，采用 2分算法比較主機(jī)數(shù)據(jù)和隨機(jī)數(shù)。 2 分法其數(shù)為 8,4,2,1.,0 ，三 字節(jié)的數(shù)據(jù)按半字節(jié)劃分為6個(gè)半字節(jié)數(shù)，從最高的半字節(jié)，假設(shè)開(kāi)始時(shí)值Y = 8，如果有DALI設(shè)備回答YES,則將現(xiàn)值減去2分法其數(shù)的下一個(gè)數(shù)，修改為 Y= Y-4，如有DALI設(shè)備回答NO,則將現(xiàn)值加上2分法其數(shù)的下一個(gè)數(shù)，修改 Y=Y+4,直到2分法其數(shù)的值小于1 為止。如：比較最高半字節(jié)：比較的數(shù)據(jù) DALI 設(shè)備回答 2 分法修改半字節(jié)值

10、80 00 00>YES8-4=440 00 00>YES4-2=220 00 00>NO2+1=330 00 00>NO其數(shù)小于 1 了，這半字節(jié)比較完成這里得到該半字節(jié)的值為3,接下來(lái)比較下一個(gè)半字節(jié)。38 00 00>NO8+4 = C3C 00 00> NOC+2 = E3E 00 00 >YESE-1 = D3D 00 00> NO其數(shù)小于 1 了，這半字節(jié)比較完成這里得到該半字節(jié)的值為D,接下來(lái)比較下一個(gè)半字節(jié)。最高字節(jié)比較完成，接下使用同樣的方法比較中字節(jié)和低字節(jié)即可。這樣就可以找到最小的隨機(jī)數(shù)的設(shè)備 .3. 找到最小的隨機(jī)數(shù)的設(shè)備

11、后，使用 PROGRAM SHORT ADDRESS 命令給這個(gè)設(shè)備分配一個(gè)地址。4. 完成地址分配后，使用 WITHDRAW 退出命令，使已分配地址的設(shè)備退出比較命令。5. 重復(fù)以面步驟，比較找到其它的DALI設(shè)備。直至到發(fā)送 FFFFFF都沒(méi)有設(shè)備回答 YES為止。本人采用上面的方法，同時(shí)對(duì) 2組DALI總線上的64個(gè)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)地址分配，在總線正常工作的情況下， 15分鐘內(nèi)可以找到所有設(shè)備。在實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用中，也有時(shí)出現(xiàn)找不齊設(shè)備的情況，那需要多掃描幾次了。結(jié)合在工程的上實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本人覺(jué)得 DALI 使用自動(dòng)分配地址的功能是一種低成本的設(shè)計(jì)方案，其實(shí)最好的最簡(jiǎn)單的工程應(yīng)用還是使用撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)

12、置地址合理，這樣更便于工程維護(hù)和工程更改。3.3TRANSMISSION CHARACTERISTICSThe transmission timings used herein are based on controller-to-ballast commumcations. Controller-to con troller comm unications use the same rate, but have 8 extra bits.3.3.1 Communication to the BallastCommunication to the ballast must be done in

13、 accordanee with IEC 60929, Annex E.3.3.1.1 Transmission RateThe transmission rate, expressed in bandwidth, is specified with 1,200 Hz ± 10% for the forward channel and for the backward channel.3.3.1.2 Voltage and Current LevelsAll specified voltage and current levels for controls shall be the

14、same as specified for electronic ballasts in IEC 60929.3.3.1.3 A Forward Message Frame亀A forward message frame to a ballast shall consist of 19 bits, as follows:a)b)Gd)1 start bit1 address byte: 1 in dividual or group address bit, 6 address bits, and 1 select bit1 data byte: 8 data bits2 stop bitsSe

15、e Figure 3-1.BACKWARDStadM BW7 BW6 BW5 BW4 BW3 BW2 B 州 BWDStopbit22Te 2TE 2TE 2TC 2TE 27E 2TE 2TE 2TE 2TE4TeTotal Backward Frame = 22 TeCO1Transition from Forward to BackwardCOO | Slopbit |Tine| SlMtbit | BW7BWBBW5BW4/4Te7Teto22Te©/2TC2TC2TC2TE2TC2TE2TETransition from Backward to Forward and Fr

16、omForward to ForwardBi-phase Levels _J LLogical tt1w Logical M0wFigure 3-1. Pulse Diagram.3.3.1.4 A Backward Message FrameA backward message frame consists of 11 bits, as follows:a)b)c)1 start bit1 data byte: 8 data bits2 stop bitsSee Figure 3-1.3.3.2 Test ConditionsBallast test procedures are defin

17、ed in IEC 60929 Annex G.3.3.3 Communication to the Controls3.3.3.1 Transmission Rate 鋼The transmission rate, expressed in bandwidth, is specified with 1,200 Hz ± 10% for the forward channel and for the backward channel.3.3.3.2 Voltage and Current LevelsAll specified voltage and current levels f

18、or controls shall be the same as specified for electronic ballasts in IEC 60929.3.3.3.3 A Forward Message FrameA forward message frame to a controller consists of 27 bits, as follows:a)b)Gd)1 start bit1 address byte: 1 in dividual or group address bit, 6 address bits, 1 select bit2 data bytes: 16 data bits2 stop bits3.3.3.4 A Backward Message FrameA backward message frame from a