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简介：面向STM8S系列微控制器的DALI协议固件库，为智能照明、商业楼宇和公共设施等场景的灯光控制提供完整开发支持，开发者可基于此快速实现灯具寻址、亮度调节、场景切换与故障检测等DALI标准功能，适合具备C语言和嵌入式基础的软硬件工程师使用。压缩包共83个文件：36个C源码与35个头文件组成核心协议栈与外设驱动，辅以2个HTML说明文档、工程配置和位图文件，整体仅259KB，C/H文件覆盖DALI命令收发、CRC校验及STM8S标准外设接口。HTML与工程文件便于查阅版本说明和导入EWSTM8/STVD开发环境。资源上线以来已有200人学习下载，库中提供的API函数、工程模板和响应解析示例，能有效降低DALI协议在STM8S平台上的移植门槛，帮助开发者跳过底层寄存器配置，直接聚焦灯具控制逻辑。目录按DALIStack、STM8S_StdPeriph_Driver和Project等模块划分，便于快速定位与二次开发。

1. DALI 灯光函数库：STM8S 上把 1200 baud 的曼彻斯特码变成可调用 API

DALI（Digital Addressable Lighting Interface）是照明行业最常见的调光总线，两根线、1200 baud、曼彻斯特编码，一个正向帧只有 19 个比特位，却要覆盖从开关、调光到寻址、故障查询的整套灯具控制逻辑。STM8S 这类 8 位 MCU 算力完全够，真正的门槛在时序：一个位时间只有 833 µs，帧收发的时序参数差一个微秒，整帧就作废。stm8s_dali_lib 这类 Dali 灯光函数库要解决的正是这个问题——把物理层收发、帧解析、应答窗口、命令封装按层次整理成可移植代码，让做灯具驱动或 DALI 网关的工程师不用从曼彻斯特编码的脉宽计算开始重写。适合正在做低成本 DALI 从站选型、或准备把协议栈移植到 STM8S 的开发者继续往下看。

2. DALI 帧结构拆解：19 位正向帧、11 位应答帧与曼彻斯特编码规则

2.1 正向帧和应答帧：主站先发，从站在 7~22 位时间内回答

DALI 是半双工单主机总线。主站先发正向帧：1 位起始 + 8 位地址 + 8 位命令 + 2 位停止，共 19 位；从站对需要应答的命令返回 11 位应答帧：1 位起始 + 8 位数据 + 2 位停止，地址和数据都是先发最高位。总线空闲为高，从站没有主动上报能力，灯亮不亮、有没有故障，全要靠主站逐条查询。

主站发完正向帧后，从站必须在停止位之后的 7~22 个位时间内把应答帧发出来，也就是约 5.8~18.3 ms 的窗口。这个窗口直接决定两件事：主站侧要有接收超时定时器，窗口过了还没数据就按无应答处理；从站侧负责回包的代码必须在这个窗口内完成执行，不能等主循环慢慢轮询。DALI 帧没有校验和，合法性全靠曼彻斯特编码的连续性和位时间容差来保证。

2.2 曼彻斯特编码判定：高电平 2/3 是 1，高电平 1/3 是 0

DALI 的曼彻斯特编码和以太网的 50% 占空比翻转不一样，它把一个位时间三等分：

• 逻辑 1：前 2/3 为高电平，后 1/3 为低电平
• 逻辑 0：前 1/3 为高电平，后 2/3 为低电平

两种逻辑都以高电平开头，所以接收端不需要锁相环，只要量每个位的高电平脉宽：实测 555 µs 判 1，278 µs 判 0，阈值取两者中点约 416 µs。IEC 62386 允许位时间有 ±10% 偏差，也就是 555 µs 高脉宽最差能落到 500~611 µs，278 µs 最差落到 250~306 µs，和阈值之间仍有约 80 µs 余量，8 位机上用定时器捕获做分类足够，不必上模拟解调。

起始位和停止位都是逻辑 1。总线空闲为高，因此主站发出起始位后，接收方看到的第一个下降沿出现在起始位高电平结束处，状态机用这个下降沿做帧同步即可。解码时若发现脉宽落在两个合法区间之外，或者帧位数不对，整帧丢弃，我一般会在 phy 层同时做这两项合法性检查。一个完整的正向帧示例如下：

帧 = 起始位(1) | 地址字节 | 命令字节 | 停止位(11) 对 1 号灯发 DAP=0xFE： 逐位序列 = 1 00000001 11111110 11 （19 位） 每个位按 1/3-2/3 高低相位展开，停止位之后总线恢复高

2.3 地址字节与命令字节：短地址、组地址、广播的字节布局

正向帧的地址字节不是普通的 0~255 取值，而是三种形态复用：

命令字节复用同一个字节，0x00~0x1F 是控制命令，0x20~0xFE 是 DAP（Direct Arc Power）直接调光电平：

DAP 是使用频率最高的命令，灯光函数库通常把它单独封装成 dali_set_level(addr, level)，把控制命令封装成 dali_send_cmd(addr, cmd)，避免调用时把 0x00 当成"亮度零"。DAP 的 0x20~0xFE 覆盖约 12%~100% 输出，0x01~0x1F 虽然也是合法电平值，但通常留给控制命令区间，具体以灯具驱动固件的实现为准。

3. STM8S 物理层实现：定时器做时基，输入捕获量脉宽

3.1 为什么不用 UART 发 DALI 帧：时序差异与中断负载

一开始容易想到用 UART 的波特率发生器来逼近 1200 baud，但 DALI 的曼彻斯特码不是标准 NRZ，UART 的起止位结构和 DALI 帧也不对应。市面上用 UART 模拟的写法多半要牺牲容差，还要在驱动里额外处理应答窗口，代码省不了多少。常见且可靠的做法是 GPIO + 定时器：发送用定时器中断逐相位翻转电平，接收用输入捕获量高电平脉宽。

以 STM8S103F3 为例，HSI 16 MHz 内部 RC 做主时钟，一个计数周期 62.5 ns，833 µs 位时间对应 13328 个计数，16 位定时器轻松容纳。中断负载上，接收每比特最多两个边沿事件，1200 baud 下约 2400 次/秒，对 8 位内核可以忽略；发送端每相位一个中断，也是约 2400 次/秒。定时器预分频的选择直接影响量化精度：

3.2 发送端实现：帧展开成相位序列，TIM2 中断逐电平输出

发送端把每个数据位展开成前后两个相位，逻辑 1 是"高 555 µs + 低 278 µs"，逻辑 0 是"高 278 µs + 低 555 µs"。帧先准备成一个位序列缓冲区，缓冲区的 bit0 对应帧的起始位。每进入一次 TIM2 中断就推进一个相位，更新定时器装载值并设置 GPIO 电平：

/* dali_phy_tx.c —— TIM2 中断驱动的曼彻斯特发送 */ #define F_CPU 16000000UL #define US_TO_TICK(us) ((uint16_t)((uint32_t)(us) * F_CPU / 1000000UL)) /* 相位时长表：索引 0=逻辑0，1=逻辑1 */ static const uint16_t phase_hi_tick[2] = { US_TO_TICK(278), US_TO_TICK(555) }; static const uint16_t phase_lo_tick[2] = { US_TO_TICK(555), US_TO_TICK(278) }; static uint8_t tx_buf[3]; /* 位序：buf 的 bit0 最先发送 */ static uint8_t tx_bits_total; /* 帧总位数，例如 19 */ static uint8_t tx_phase_idx; /* 0~37，每个位两个相位 */ void dali_phy_send_frame(uint8_t *bits, uint8_t bit_cnt) { uint8_t i; for (i = 0; i < (bit_cnt + 7) / 8; i++) tx_buf[i] = bits[i]; /* 复制帧到位缓冲区 */ tx_bits_total = bit_cnt; tx_phase_idx = 0; TIM2->ARRH = (uint8_t)(phase_hi_tick[1] >> 8); /* 起始位恒为逻辑1 */ TIM2->ARRL = (uint8_t)(phase_hi_tick[1]); DALI_TX_HIGH(); /* 起始位前相位输出高 */ TIM2->SR1 &= ~TIM2_SR1_UIF; TIM2->CR1 |= TIM2_CR1_CEN; /* 启动定时器 */ } void TIM2_UPD_OVF_IRQHandler(void) { uint8_t bit_no, bit_val; TIM2->SR1 &= ~TIM2_SR1_UIF; tx_phase_idx++; if (tx_phase_idx >= tx_bits_total * 2) { TIM2->CR1 &= ~TIM2_CR1_CEN; /* 发完停止位低相位 */ DALI_TX_HIGH(); /* 释放总线回空闲高 */ return; } bit_no = tx_phase_idx >> 1; bit_val = (tx_buf[bit_no >> 3] >> (7 - (bit_no & 7))) & 1; if (tx_phase_idx & 1) { TIM2->ARRH = (uint8_t)(phase_lo_tick[bit_val] >> 8); TIM2->ARRL = (uint8_t)(phase_lo_tick[bit_val]); DALI_TX_LOW(); } else { TIM2->ARRH = (uint8_t)(phase_hi_tick[bit_val] >> 8); TIM2->ARRL = (uint8_t)(phase_hi_tick[bit_val]); DALI_TX_HIGH(); } }

逻辑说明：中断先判断相位序号是否走完，走完就停定时器并把总线置回高，这一步不能省——若停在低电平，总线一直拉低，接收方永远等不到下一个起始位。中间相位按"位号 → 位值 → 查表"三步展开，位的先后顺序由缓冲区 bit0 最先发送的约定决定。参数上注意两点：一是起始位恒为逻辑 1，所以第一次装载的是 phase_hi_tick[1]，不能写成索引 0；二是 ARR 装载必须在清除 UIF 之后，否则同周期可能多触发一次中断。

提示：中断函数名在不同编译器下写法不同，SDCC 用interrupt(15)这类修饰，Cosmic 和 IAR 用启动文件里的向量名；移植时先查对应启动文件的 IRQ 向量表，把函数名对齐。

3.3 接收端实现：输入捕获状态机与高脉宽阈值

接收端利用"所有位都以高电平开头"这一特性，只需要量每个位的高电平脉宽。状态机分三段：RX_IDLE 等第一个下降沿（起始位的 2/3 处），RX_WAIT_RISE 等起始位低相位结束，RX_BITS 逐位测量 16 个数据位加 2 个停止位的高脉宽。用 TIM1 输入捕获，上升沿和下降沿都产生捕获中断，下降沿时用当前计数值减上次计数值得出高脉宽：

/* dali_phy_rx.c —— TIM1 输入捕获解码 */ #define RX_BIT_CNT 18 /* 起始位之后的 16 数据位 + 2 停止位 */ #define RX_THRESHOLD_TICK US_TO_TICK(450) /* 判 1/0 阈值，留余量 */ typedef enum { RX_IDLE, RX_WAIT_RISE, RX_BITS } rx_state_t; static volatile rx_state_t rx_st; static volatile uint8_t rx_bit_cnt; static volatile uint8_t rx_buf[3]; static volatile uint16_t rx_last_tick; void TIM1_CAP_COM_IRQHandler(void) { uint16_t now, diff; if (!(TIM1->SR1 & TIM1_SR1_CC1IF)) return; now = (uint16_t)((TIM1->CCR1H << 8) | TIM1->CCR1L); diff = now - rx_last_tick; /* 相邻两次边沿的间隔 */ rx_last_tick = now; if (rx_st == RX_IDLE) { /* 第一个下降沿：起始位高相位结束，帧同步 */ rx_bit_cnt = 0; rx_st = RX_WAIT_RISE; } else if (rx_st == RX_WAIT_RISE) { /* 上升沿：起始位低相位结束，准备收数据位 */ rx_st = RX_BITS; } else { /* 下降沿：刚量完一个位的高脉宽 */ if (diff > RX_THRESHOLD_TICK) rx_buf[rx_bit_cnt >> 3] |= (0x80 >> (rx_bit_cnt & 7)); rx_bit_cnt++; if (rx_bit_cnt >= RX_BIT_CNT) { rx_st = RX_IDLE; /* 停止位收完，回空闲 */ dali_phy_frame_done(rx_buf); /* 交 proto 层解析 */ } } TIM1->SR1 &= ~TIM1_SR1_CC1IF; }

逻辑说明：状态机在 RX_BITS 里只取下降沿事件，diff 的起止点分别是上一次上升沿和本次下降沿，正好等于一个位的高电平脉宽。阈值取 450 µs 而不是理论中点 416 µs，是因为内部 RC 有约 ±2% 温漂，光耦和隔离器还会引入边沿抖动，向 555 µs 一侧偏一点更稳。RX_WAIT_RISE 状态不消费位数据，因为起始位的低相位不属于任何数据位。

补充两点边界：16 位定时器回绕用差值计算天然免疫，只要任意两个相邻边沿间隔小于 65535 计数（约 4 ms），而 DALI 最长合法脉宽 555 µs 远小于这个值；帧完成回调要尽快执行，从站应答需要在停止位后 5.8~18.3 ms 内发出，如果 proto 层处理耗时不可控，我一般会把应答帧预组装放在中断里，主循环只负责启动发送。

3.4 电气接口与极性：MCU 引脚怎么接 DALI 总线

DALI 总线两根线没有极性要求，空闲时由总线电源经电阻拉高，典型空载电压约 16 V，远高于 MCU 电平，必须隔离。常见接口是：MCU 的 TX 引脚经三极管或光耦的集电极把总线拉低，总线高电平对应 MCU 输出 1（释放），总线低电平对应 MCU 输出 0（拉低）；RX 侧用光耦或比较器把总线电平读回 3.3 V 逻辑。

这一层差异建议全部收口在 dali_hal.c 的三个宏里：DALI_TX_HIGH()、DALI_TX_LOW()、DALI_RX_LEVEL()。若 RX 光耦是反相接法，DALI_RX_LEVEL 里取反一次即可。调试时最容易翻车的是 TX 引脚逻辑和总线实际电平相反——先拿示波器分别量 MCU 引脚和总线，确认输出 1 时总线为高、输出 0 时总线为低，再做时序分析。

4. dali 灯光函数库的分层与调用：cfg、hal、phy、proto、app

4.1 库的分层结构与文件职责

工程里常见的 DALI 灯光函数库按五层拆分，每层只依赖下一层，换 MCU 或换灯具时改动范围可以很小：

phy 层不应当知道命令含义，它只负责把地址加命令拼成 19 位帧并按时序发出；应答窗口的超时统计也放在 phy 层，因为那是时间问题，不是业务问题。proto 层才解析地址形态，决定这帧是不是发给自己的、要不要回包、回什么内容。同一套库的主站和从站差别只在上层：主站调 dali_query 等主动接口，从站跑 dali_proto_poll 被动响应。

4.2 初始化顺序与主循环：中断收帧、循环跑状态机

从站的主循环结构通常是这样的：

void main(void) { dali_hal_init(); /* 时钟、GPIO、TIM1/TIM2 */ dali_phy_init(); /* 状态机复位到 RX_IDLE */ dali_proto_init(); /* 清空命令表状态 */ enableInterrupts(); while (1) { dali_proto_poll(); /* 处理收到的帧并准备应答 */ dali_app_task(); /* 灯状态机、场景计时 */ } }

初始化顺序有一条硬约束：先保证 F_CPU 宏与实际时钟一致，再初始化定时器。STM8S 默认跑 HSI 16 MHz，若代码里把 F_CPU 写成 8 MHz，US_TO_TICK 算出的装载值会整体翻倍，波形位时间变成约 1.67 ms，远超 ±10% 容差。dali_proto_poll 只处理已经由中断收好的帧，不在循环里做阻塞等待，这样从站才能保证应答窗口不超时。若业务里有耗时操作（比如 EEPROM 擦写），必须分片执行，或者放到应答帧已经发出之后再处理。

4.3 常用 API 与参数：DAP 调光、查询应答、DTR 写配置

主站侧常见接口：

uint8_t dali_set_level(uint8_t addr, uint8_t level); /* level 取 0x20~0xFE */ uint8_t dali_send_cmd(uint8_t addr, uint8_t cmd); /* cmd 取 0x00~0x1F */ uint8_t dali_query(uint8_t addr, uint8_t query, uint8_t *resp); uint8_t dali_store_dtr(uint8_t value);

参数说明：

• addr：短地址 0x00~0x3F、组地址 0x80~0x8F、广播 0xFE 直接传入，库内部按 bit7/bit6 判断地址形态。
• level：DAP 值 0x20~0xFE，0xFE 对应满亮。做百分比映射时按 254 等分换算即可，但灯具驱动内部可能带调光曲线，精确控制前先读 QUERY ACTUAL LEVEL 校准。
• dali_query：内部会等待应答窗口约 19 ms，超时返回 DALI_TIMEOUT，调用方需要区分"灯不在线"和"查询命令不支持"两种失败。

从站的查询应答在 proto 层完成，常见写法：

/* dali_proto.c —— QUERY STATUS (0xA0) 应答组装 */ static uint8_t query_status(void) { uint8_t status = 0; if (app_light_state != 0) status |= 0x01; /* 灯亮 */ if (app_dim_error) status |= 0x02; /* 调光器故障 */ if (app_thermal_over) status |= 0x04; /* 过温 */ return status; }

状态字节的位定义由灯具厂商和驱动固件约定，库只负责把这个字节原样放进应答帧，不替业务层解释位含义。查询类命令的常见值：QUERY STATUS 0xA0、QUERY ACTUAL LEVEL 0xAE、QUERY DEVICE TYPE 0xA9，具体映射以库头文件里的命令表为准。

写配置类命令（比如最大亮度、最小亮度、淡入时间）走 DTR 两步流程：先 dali_store_dtr 把配置值写入灯具内的数据转移寄存器，再发 STORE 命令让灯具把 DTR 内容固化到对应配置项。两条命令之间至少要保留 6.7 ms 帧间空闲。

注意：主站对广播命令不需要等待应答，但仍要按最大应答窗口等 18.3 ms 再发下一条，否则部分从站可能来不及处理上一条命令，丢掉配置。

5. 波形验证与三个容易踩的边界条件

5.1 回环测试：一条查询命令验证整条收发链路

先把 TX 和 RX 在逻辑电平侧短接，发一条 QUERY STATUS。正常流程是主站发出 19 位正向帧，从站收到后在 5.8~18.3 ms 内回一个 11 位应答帧；回环场景下即便没有真实灯具，主站也能通过"发出查询后收到任何合法应答"确认物理层收发链路是通的。若收不到应答，先用示波器确认 TX 引脚确实有波形，再确认 RX 引脚能读到同样的电平变化，两步能定位出问题在发送侧还是接收侧。

5.2 示波器必量的三个时间点

波形验证不靠肉眼数脉冲，量三个时间点就够了：正向帧第一个下降沿（起始位结束）到停止位最后一位结束的总时长应为 15.8 ms 左右；逻辑 1 的高电平脉宽应在 500~611 µs，逻辑 0 的高电平脉宽应在 250~306 µs；查询命令停止位到应答帧起始位下降沿的间隔应在 5.8~18.3 ms。第三个点超时最常见，直接指向从站主循环阻塞或应答准备过晚。

5.3 三个容易翻车的边界条件

发送结束不释放总线。帧最后一位是停止位的低相位，若中断里发完就停定时器而不再把 TX 置高，总线会一直维持低电平，接收方永远等不到起始位。所有实现里发送完成分支都必须有 DALI_TX_HIGH()，并保证之后至少 6.7 ms 空闲。

阈值卡在理论中点 416 µs。内部 RC 的温漂和光耦的传输延迟会把脉宽推偏，我一般建议阈值取 430~460 µs，代码里用 US_TO_TICK(450) 并注释清楚按 555 µs 一侧留余量。取 450 µs 时距离 555 µs 还有 105 µs，距离 278 µs 有 172 µs，两侧都不冒险。

时钟宏和实际不符。STM8S 上电默认 16 MHz HSI，但若代码里开了外部晶振或改了 CLK_CKDIVR 分频，而 F_CPU 宏没同步，发送位时间会整体偏长或偏短，且所有波形都表现出同一规律的异常——这种问题示波器一眼能看出，但排查时容易先怀疑协议而不是先查时钟。把 F_CPU、CLK_CKDIVR、示波器实测三个数对齐，能省掉大部分假故障。

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