河南中国光学集团研究开发中心，河南南阳473006摘要本文介绍了数字视频监控系统中多功能镜头控制器的硬件和软件方法。控制器基于C8051F005单片机，由六部分组成：电源电路，通信电路，温度采集电路，光学预置电路，开关控制电路和镜头控制电路。采用全双工RS-485串行通信协议，并与主机连接，实现电动三变量镜头的远程自动变焦，聚焦和光圈控制。片机;控制器;串行通信分类号TP368.1文档标识代码基于微机C8051F005LV瑞云，周垒A文章编号1674-6708（2012）70-0176-02Conception多功能镜头控制器，赵艳丽河南COSTAR GROP。南洋473006Abstract本文件在数字视频监视系统的多功能目标控制器的设计方法的基础上，微计算机C8051F005和一个电源电路，通信电路，构成预置电路，控制开关电路，控制电路，镜头控制电路通过RS-485双工串行通信协议连接到PC。控制器可以从三个电动可变镜头镜头远程控制ZOOM，FOCUS，IRIS。
键词微机;控制器;串行通信的视频监控系统主要包括前端设备，主设备，通信传输系统。端设备包括一个或多个相关的摄像机和镜头，平移/倾斜，解码器等，发送部分包括光缆或电缆，以及任何有线/无线信号调制解调器设备，控制部分主要包括视频开关。云台控制器，镜头控制器，控制键盘，型号控制通讯接口，电源及支架支架，显示器柜等，显示器录音硬件主要包括显示器，硬盘录像机，图像分离器等镜头控制部分的主要功能是控制镜头的变焦，聚焦和光圈。统硬件设计多功能镜头控制器通过串行通讯模式接收来自主机的控制，控制电动三变量镜头的变焦，聚焦和光圈引擎，以及单片机输出脉冲宽度的PWM信号可以连续调节到电机。
动芯片以获得控制电机速度的连续调节。焦电位器输出连接到MCU的AIN模拟输入端子.A / D转换后，模拟量转换为数字量，然后将焦距值传送到上位机。过串口。
功能镜头控制器主要由电源电路，通信电路，温度采集电路，光学预设电路，恒温阀芯量控制电路组成。关和镜头控制电路。C8051F系列的C8051F005 MCU单片机简介是由公司Cygnal公司，这不仅补偿80C51系列的缺陷制造的高速计算机芯片，但也与MCS-51指令游戏兼容。系列C8051F000微控制器的与完全集成的混合信号的集成的SoC，具有小精灵51心脏与该组指令8051完美兼容它集成了一个12位的转换器ADC的8通道，集成系统调试接口系统和单个芯片中的可编程增益。大器，DAC，电压比较器，UART，定时器，可编程计数器/时间表（PCA），内部振荡器，看门狗定时器等这些外设的高度集成为单芯片应用系统的设计提供了极大的便利，该系统具有高能效，小尺寸，高性能和可靠性，同时显着降低系统成本。源电路为了确保数字监控系统的高可靠性，镜头控制器使用四个电源，彼此独立且不共享。中，12 V电源继电器，摄像机和红外摄像机， 5 V用于串行收发器芯片和电机控制芯片，3.3 VD用于微型计算机的数字电源单片机和3.3 VA用于单片机的模拟电源。源的每个部分都是独立的而不是共享的，这极大地提高了系统的可靠性。信电路系统采用RS-485串行通信协议与主机通信，RS-485串行通信总线接口标准差分传输信号，干扰能力强。同模式。信电路由单片机的UART串口，光耦和串口收发器组成。耦合器采用HCPL-2630双通道芯片，速度为10 Mbps。串行收发器采用TI的SN65HVD53 SN66HVD53低功耗全双工芯片，可在不同的工作速度下提供AC性能，并支持RS-485总线上的256个器件。具有超过15KV的ESD保护，为RS-485和RS-422应用提供强大而可靠的接口。SN65HVD53工作在全双工模式：一方面，它接收主机发送的命令，包括地址，控制命令，光学预设数据等，另一方面，它也返回到主机数据，例如当前焦距和温度值。系统具有远程地址分配和验证功能以及可同时连接的多达256个镜头控制器。度采集电路的温度采集电路主要由单片机和DS18B20数字温度传感器组成。度传感器DS18B20是新一代DALLAS.Il传感器可以被直接传送所测量的结果给微控制器作为串行数字信号，这是因为ROM芯片具有唯一的序列号作为地址，许多DS18B20可以使用。接到每条总线一条线路，多点温度测量并通过串行端口将几个温度值下载到主机。DS18B20的温度范围为-55°C至125°C，温度转换时间为93 ms至750 ms。学预置电路光学预置电路包括变焦电机，变焦电位器，A / D转换器等。从上位机接收到预定义位置数据之后，将这些数据与当前焦距的值进行比较，以控制变焦马达在向右方向上的旋转。马达的旋转，与motor.A的旋转变焦旋钮的电阻值变化时所转换的电阻值转换成电压值，它由A / d转换成数字值，并与接收的预定位置数据相比较。数字量达到预定位置数据时，变焦马达停止旋转，当前数据通过串口下载到上位机。电路实现了变焦镜头的光学预置位，减少了优越的计算机软件的工作量，不影响图像质量，兼容各种变焦镜头，从而实现预置位光学更简单，更快速，可靠性得到提高。和精确。构简单，可靠，精确，可在调整时快速准确地到达光学位置。关量控制电路开关量控制电路由继电器组成。两个报警输入通道可以连接到标准报警传感器，主机可以通过请求报警状态命令获取报警状态。统提供2个常开触点，用于输出控制，控制摄像机，红外摄像机和其他设备的电源开/关。使用的继电器是具有高环境适应性的防水继电器。点具有2A / 28VDC切换能力。
头控制电路由三组电机控制芯片和三组三变电动镜头电机组成，从上位机接收到控制命令，变焦 /- ，控制焦点 /-，取决于控制字的响应。Aperture /-和其他命令。中，变焦和聚焦分别是PWM控制，可以根据使用条件连续调节，从而可以在不同的视野中观察到清晰的图像。收到停止命令时，引擎停止旋转，当前数据通过串口下载到主机。件设计系统的软件主要由两部分组成，一部分是单片机C8051F005和主机的通讯软件，另一部分是执行报警的控制软件。标，投入和产出。C8051F005微控制器UART可提供四种工作模式（一种同步模式和三种异步模式）。
可以通过设置SCON寄存器中的配置位来选择工作模式。四种方法提供不同的波特率和通信协议。
统选择模式1：UART 8位，可变传输速率。式1提供标准双工异步通信。式1的波特率取决于定时器的溢出周期。UART可以使用定时器1以8位自动加载模式工作以产生波特率，或者使用定时器2以波特率发生器模式工作以产生波特率。
统选择定时器T2作为波特率发生器，波特率=超量程率T2 / 16.MCU使用串行端口中断模式进行接收。统首先确定控制协议的头部和主机发送的地址码是否与解码器的头部相同，如果它们相同，则接收控制命令并执行动作相应的执行。3结论多功能镜头控制器已广泛应用于200多套产品，如边防视频监控系统，机场防御系统和车辆白金系统。
践表明，该系统的软硬件设计合理，价格低廉，可靠性高，值得推广。户设计的变焦镜头的多功能镜头控制系统和预设光学定位装置分别获得了实用新型专利。利号如下：200920091218，200990020091221。
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