DALI通信設(shè)計(jì)壓力山大？32位MCU挑大梁

　　DALI目前已實(shí)際應(yīng)用于若干領(lǐng)域，包括辦公大樓、電影院、學(xué)校、醫(yī)院及機(jī)場(chǎng)。DALI網(wǎng)路通常包含控制裝置或主控裝置（可以是智慧照明開(kāi)關(guān)的形式），以及最多六十四個(gè)受控裝置或從屬裝置，亦即燈具，使用者可以個(gè)別或以群組方式控制這些受控裝置。最多支援二百五十四個(gè)亮度等級(jí)，并最多可儲(chǔ)存十六種照明設(shè)定或場(chǎng)景。DALI要求以對(duì)數(shù)方式切換不同的亮度等級(jí)。此外，使用者可以從十五種支援的淡入淡出時(shí)間中，選擇燈光從目前亮度變暗至所需亮度等級(jí)的時(shí)間。

　　上述所有需求將使軟體變得復(fù)雜，并需要龐大的開(kāi)發(fā)工程。XMC1000系列32位元微控制器（MCU）具備亮度及色彩控制單元（BCCU），因此支援指數(shù)式調(diào)光與其他DALI功能。此外，英飛凌（Infineon）提供廣泛且易于整合的DALI控制裝置堆疊，做為DAVE 3應(yīng)用程式產(chǎn)品的一部分。DAVE 3係英飛凌的新軟體開(kāi)發(fā)工具鏈，藉由提供專屬應(yīng)用程式執(zhí)行DALI命令處理、資料儲(chǔ)存、自動(dòng)燈光照明控制、調(diào)色及閃爍控制等功能，簡(jiǎn)化DALI應(yīng)用程式軟體的開(kāi)發(fā)作業(yè)。工程人員只要使用簡(jiǎn)單的圖形化介面選擇并設(shè)定適合的應(yīng)用程式，自動(dòng)程式碼產(chǎn)生器就會(huì)撰寫韌體，大幅縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　圖1 DALI控制架構(gòu)

　　DALI訊框位元由曼徹斯特技術(shù)編解碼

　　DALI通訊是由控制裝置透過(guò)前向訊框（Forward Frame）所起始（Initiated），此框架由十九個(gè)位元組成，包含關(guān)于被定址控制裝置與DALI命令的重要資訊，這些位元必須由控制裝置利用曼徹斯特（Manchester）編碼技術(shù)進(jìn)行解碼（圖2）。關(guān)于向前訊框的偵測(cè)，XMC1000系列32位元微控制器使用其多功能的擷取/比對(duì)單元 （Capture Compare Unit 4， CCU4），此單元可設(shè)定為偵測(cè)訊號(hào)上升緣及下降緣，并透過(guò)擷取計(jì)時(shí)器擷取從最后一次偵測(cè)的訊號(hào)邊緣到目標(biāo)訊號(hào)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間長(zhǎng)度，此提供更便利且穩(wěn)定的方式，以檢查接收到資料的有效性。

　　圖2 前向訊框解碼

　　依據(jù)接收到的DALI命令，受控裝置可能必須透過(guò)向后訊框（Backward Frame）提供回應(yīng)，如同查詢命令的範(fàn)例。此訊框由十一個(gè)位元組成，包含所要求的資訊，并以曼徹斯特編碼技術(shù)預(yù)先編碼（圖3）。針對(duì)曼徹斯特編碼，XMC1000提供兩種技術(shù)，第一種技術(shù)使用通用IO（GPIO）腳位與系統(tǒng)計(jì)時(shí)器（SysTick），第二種技術(shù)使用通用串列介面通道（USIC） 模組，并以串列周邊介面（SPI）通訊協(xié)定加以設(shè)定（圖4），此訊框由軟體以這兩種技術(shù)進(jìn)行預(yù)先編碼。

　　圖3 使用GPIO與SysTick進(jìn)行曼徹斯特編碼

　　圖4 使用SPI通訊協(xié)定進(jìn)行曼徹斯特編碼

　　在第一種技術(shù)中，GPIO腳位設(shè)定為輸出腳位，此腳位也是DALI傳輸腳位。此腳位依據(jù)即將傳送的向后訊框進(jìn)行切換，SysTick提供時(shí)間基礎(chǔ)或延遲GPIO的切換，以確保已傳送的訊號(hào)可滿足所要求的期間。

　　在第二種技術(shù)中，向后訊框中預(yù)先編碼的位元將載入至USIC傳輸先進(jìn)先出（FIFO）緩衝區(qū)。后續(xù)的傳輸程序?qū)⒂捎搀w自動(dòng)處理，無(wú)需任何中斷程式服務(wù)。

　　在曼徹斯特編解碼（Manchester CODEC）應(yīng)用程式（MANC01）的圖形化使用者介面（GUI）中，可輕易選擇編碼技術(shù)及其他DALI相關(guān)的設(shè)定，此應(yīng)用程式屬于DAVE 3提供的DALI控制裝置堆疊套件。