DALI通信协议及地址分配原理

1、DALI电压范 W：9.5-22.57 接I 输;0.«/33 0-1,W0K+/5%12067L7V357TBC857B023BC857B LRX|5V4 7K+/-1%DAL r蝕线输入M2AC2UBMB&SDAL：总线接口1K+/-5%C23 iDuF/ievEft/357TR703.3K+/-1%RE严V 470+/-1 %10K+/-1%A67R69 1RS+/-51 12066CS17厠1输冶过流保护；0.6/1,5-40OJI1A吋为过流动作DALI协议（数字可编址的照明接口 讯，DALI的设计不是用于复杂的总线系统, 适的接口集成到建筑物管理系统中。Digit

2、al Addressable Lighting Interface）的新标准定义了电子镇流器和控制单元之间的数字通而是用于室内的智能，高性能照明管理，注重照明的静态效果，这些功能当然可以通过合为了保证各厂商的 DALI元件之间完全兼容，DALI协议被世界标准化，并编制进IEC60929镇流器标准中，该标准的附录E部分清楚地描述了 DALI的电气特性和协议。这就建立了在全世界销售和使用DALI元件的基础，无需考虑厂商、国家或技术上的不兼容，世界著名的公司都支持这个标准。在DALI协议中，最复杂部分就是主机给DALI设备自动分配地址的过程，也是设计DALI主控制器的难点。本人现在设计的DALI主控

3、制采用32位LPC2292 CPU，具有独立的2路DALI总线回路，同时使用 CAN总线与其它系统连接，整个主控制器实现两种DALI总线设备的管理，包括地址分配，分组，场景设置，时间表，时序控制等功能。下面只要讨论DALI自动分配地址过程的实现方法：地址分配分为三种情况:1.所有设备重新分配地址，这种情况一般是在第一次工程调试时使用;DALI协议是用于照明系统控制的开放式异步串行数字通信协议DALI系统采用主从式结构，系统最多可以连接 64个从机单元，每个DALI从机使用唯一的个体标识地 址，该地址在系统初始化时设定，使用过程中根据需要修改从机的地址； 从机单元最多可分为16组（以 组地址区分

4、），每个从机可以属于几个不同的组，每组设备可以设定16个场景。主机与从机之间使用两条信号线通信，数据采用曼切斯特编码方式编码，信号的上升沿表示“1”，下降沿表示“ 0”，通信速率为1.2kbaud/s。通信过程中主机使用两种不同的数据帧格式；发送帧（主机发 送到从机）和接收帧（从机发送到主机）。DALI协议定义了用于实现系统功能的双字节指令集，指令分为标准指令和专用指令两大类。标准指令 的第一字节为地址字节，用于对 DALI从机的寻址；第二字节为命令字节，用来控制寻址得到的DALI从机。使用标准指令，主控制器可以实现对 DALI从机的分组控制、调光控制、场景设定等功能。专用 命令不包含地址字节

5、，两字节内容都是命令码，使用广播方式发送，主要用来对DALI系统进行地址初始化。DALI接口（限流,过流保护）2.扩展分配地址，只给没有分配地址的设备分配地址,工程上新添加设备时使用；3. 重复地址分配，当发现存在两种相地址的设备时，这里需要重新为这两个设备重新分配地址。而三种情况的区别只要是在分配地址协议初始化时，使用Command 258: 1010 0101 XXXX XXXX "INITIALISE"作区分，当：XXXX XXXX = 0000 0000 为所有设备重新分配地址；XXXX XXXX = 1111 1111 扩展分配地址；XXXX XXXX = 0AA

6、A AAA1 重复地址的重新分配，其中 AAAAAA 为指定的重复的地址；这里需要提及一下 DALI 自动分配地址的原理： （要求不同厂商生产的 DALI 设备必须符合 DALI 标准协议，并所有设备挂在同一 总线上。）在经过前面的初始化命令后，主控制器需要发送随机数产生命令RANDOMISE ，这时，被初始化过的设备会产生一个24 位的随机数，当然要求每个设备产生的随机数不能相同，而且不能等于0和FFFFFF,这也是个技术性的难题，以后再讨论。在设备产生了随机数后，主机开始发送一个自己的 24 位数据和总线上的设备比较，找到最小随机数的设备，这时就给这个设备分配一个没有分配的最小 地址，成功

7、分配地址给该设备后，再发送一个退出命令，则这个已分配地址的设备退出初始化状态，不再响应主机的比较命令。重复以上 过程，直至找到所有 DALI 设备。分配地址过程需要使用到的命令有：2581010 0101XXXX XXXXINITIALISE （初始化 ）2591010 01110000 0000RANDOMISE（产生随机数）2601010 10010000 0000COMPARE（ 比较主机数据与随机数大小 ）261101010110000 0000WITHDRAW （退出比较命令）26410110001HHHH HHHHSEARCHADDRH （主机数据高字节）26510110011MM

8、MM MMMMSEARCHADDRM （主机数据中节）26610110101LLLL LLLLSEARCHADDRL （主机数据低节）267101101110AAA AAA1PROGRAM SHORT ADDRESS（编程地址）268101110010AAA AAA1VERIFY SHORT ADDRESS （校验地址）从上面地址分配的原理可以看到，在这个分配的过程中，最只要是主机24位数据和DALI设备24随机数比较的问题。如何才找到最小的随机数的设备呢？解决这个问题是关键。比较两个数据的大小方法很多，本人在这里只要采用是 2 分算法。实现步骤如下：1. 主机发送FFFFFF与DALI设备比

9、较，因为DALI设备产生的随机肯定比 FFFFFF要小的，如果总线上存在没有分配地址的设备，则肯定回答 YES。否则NO。2. 在上一步中得知总线上有没有分配地址的设备后，采用 2分算法比较主机数据和随机数。 2 分法其数为 8,4,2,1.,0 ，三 字节的数据按半字节划分为6个半字节数，从最高的半字节，假设开始时值Y = 8，如果有DALI设备回答YES,则将现值减去2分法其数的下一个数，修改为 Y= Y-4，如有DALI设备回答NO,则将现值加上2分法其数的下一个数，修改 Y=Y+4,直到2分法其数的值小于1 为止。如：比较最高半字节：比较的数据 DALI 设备回答 2 分法修改半字节值

10、80 00 00>YES8-4=440 00 00>YES4-2=220 00 00>NO2+1=330 00 00>NO其数小于 1 了，这半字节比较完成这里得到该半字节的值为3,接下来比较下一个半字节。38 00 00>NO8+4 = C3C 00 00> NOC+2 = E3E 00 00 >YESE-1 = D3D 00 00> NO其数小于 1 了，这半字节比较完成这里得到该半字节的值为D,接下来比较下一个半字节。最高字节比较完成，接下使用同样的方法比较中字节和低字节即可。这样就可以找到最小的随机数的设备 .3. 找到最小的随机数的设备

11、后，使用 PROGRAM SHORT ADDRESS 命令给这个设备分配一个地址。4. 完成地址分配后，使用 WITHDRAW 退出命令，使已分配地址的设备退出比较命令。5. 重复以面步骤，比较找到其它的DALI设备。直至到发送 FFFFFF都没有设备回答 YES为止。本人采用上面的方法，同时对 2组DALI总线上的64个设备进行自动地址分配，在总线正常工作的情况下， 15分钟内可以找到所有设备。在实现工程应用中，也有时出现找不齐设备的情况，那需要多扫描几次了。结合在工程的上实践经验，本人觉得 DALI 使用自动分配地址的功能是一种低成本的设计方案，其实最好的最简单的工程应用还是使用拨码开关设

12、置地址合理，这样更便于工程维护和工程更改。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