曾國宏

     來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：傳統(tǒng)的電視監(jiān)控譯碼器通過繼電器的觸點來控制云臺和鏡頭，設(shè)計了一種基于msp430f149單片機的無觸點云臺鏡頭通訊控制電路，具有低功耗、可靠性高等特點。

     關(guān)鍵詞：閉路監(jiān)控

     云臺鏡頭控制 msp430微控制器

     電視監(jiān)控系統(tǒng)是一種典型的分布式計算機信號采集系統(tǒng)。每個攝像機由中央控制室控制，為簡化布線，中央控制器與各攝像機間由rs485總線連接，鏡頭和云臺的控制由前端的***實現(xiàn)。***將主控系統(tǒng)送來的串行碼控制信號轉(zhuǎn)換成不同功能電壓以驅(qū)動前端設(shè)備，其原理圖如圖1所示。

     為了降低系統(tǒng)成本，傳統(tǒng)的***一般用簡單邏輯去控制電磁電器或固體繼電器而輸出控制電壓。本文設(shè)計的控制電路采用分立元件如mosfet、triac等，具有體積小、重量輕、低功耗、可靠性高、價格低廉等優(yōu)點。

     1 單片機接口設(shè)計

     本設(shè)計采用的msp430f149單片機屬于德州儀器公司msp430flash系列。msp430系列是一組超低功耗的微控制器，針對不同應(yīng)用目標(biāo)、以不同模塊組成，微控制器的設(shè)計可使電池長期工作，電源電壓范圍1.8～3.6v。由于具有16位risc結(jié)構(gòu)、16位寄存器和常數(shù)寄存器，msp430達(dá)到了最大的代碼效率。數(shù)字控制的振蕩器提供所有低功耗模式從快速蘇醒到活動模式的能力時間少于6μs。msp430f149帶有兩個16位定時器（帶看門狗功能）、速率很高的8通道12位a/d轉(zhuǎn)換器（帶內(nèi)部參考電壓、采樣保持和自動掃描功能）、一個內(nèi)部比較器和兩個通用同步/異步發(fā)射接收器、48個i/o口的微處理器結(jié)構(gòu)。msp430f149擦寫次數(shù)高達(dá)10萬次，強力抗干擾，具有工業(yè)級的品質(zhì)。

     msp430f149有60kb的flash rom和2kb的ram。其中flash又分為120段，每段512字節(jié)的主存儲器和兩段信息存儲器，每段128b.flash可以整個擦除也可以分段擦除，這給系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計都帶來了極大的便利和靈活性。鑒于單片機存儲器的容量和特點，外部不用擴展存儲器和i/o口，外圍設(shè)備得到了簡化。

     msp430f149的工作電壓是3.3v，因此其i/o電平也是3.3v邏輯電平，并且與5v

     ttl電平兼容。但與5v cmos的標(biāo)準(zhǔn)電平是不一樣的，所以不能直接與5v的cmos標(biāo)準(zhǔn)器件相接。在這種情況下，可以采用雙電壓（一邊是3v供電，一邊是5v供電）供電的驅(qū)動器，如ti的sn74alvc164245、sn74lvc4245，或選用74hct、74act系列的cmos器件。

     本設(shè)計為了降低成本和簡化設(shè)計，由單片機發(fā)出的控制信號均由mc1413來驅(qū)動放大，輸出直接驅(qū)動光耦和繼電器。mc1413輸入低電平時斷路，輸入高電平時為達(dá)林頓輸出，電流較大，而電平為低，相當(dāng)于反向隔離驅(qū)動放大器。rs485通訊電路則采用74hct244（+5v供電）驅(qū)動i/o口輸出。

     2 云臺控制電路設(shè)計

     電動云臺有俯仰、旋轉(zhuǎn)兩個單相交流電機，每個電機有兩個繞組，兩個繞組有一個公共端，兩個非公共端接移相電容。當(dāng)交流電壓從一個繞組接入時，電機正向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)交流電壓從另一個繞組接入時，電機反向旋轉(zhuǎn)。單片機發(fā)出的云臺左右、上下運動的控制信號實際上是對云臺的交流電機的正以向控制。

     圖2是用雙向可控硅的云臺控制單路電路圖。圖中的光耦moc3041是用來隔離可控硅上的交流高壓和直流低壓控制信號的。其輸出用來觸發(fā)雙向可控硅，選用st

     microelectronics公司的t4系列，內(nèi)部集成有緩沖續(xù)流電路，不用在雙向可控硅兩端并聯(lián)rc