分享基于89C51的攝像鏡頭控制電路設(shè)計(jì)

此部分的硬件設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)三可變鏡頭控制信號(hào)的輸出。圖2所示為鏡頭光圈的控制電路。聚焦和變焦的控制電路與之完全相同。

電路中雙刀雙擲繼電器S1用于進(jìn)行電源極性的變換，實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)變化方向的選擇。當(dāng)S1線包不通電時(shí)，AB端輸出+12 V電壓，控制光圈變大；當(dāng)S1線包通電時(shí)，AB端輸出-12 V電壓，控制光圈縮小，完成控制參數(shù)變化方向的轉(zhuǎn)換。

參數(shù)變化數(shù)值的控制通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電壓的存在時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是繼電器機(jī)械動(dòng)作的持續(xù)性使它難以實(shí)現(xiàn)精確的通斷時(shí)間控制，其誤差一般在10ms以上，因此在本電路中采用MOSFET作為電子開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)通斷時(shí)間的精確控制，誤差小于0.1 ms。常態(tài)下MOSFET截止，輸出端A、B無(wú)電流，光圈不動(dòng)作。

在需要擴(kuò)大光圈時(shí)，S1線包不通電，A端接+12 V，B端通過(guò)MOSFET接地，然后51單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，使MOSFET導(dǎo)通，輸出A、B端形成電流回路，驅(qū)動(dòng)光圈擴(kuò)大；在需要縮小光圈時(shí)，S1線包通電，B端接+12 V，A端通過(guò)MOSFET接地，然后51單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，使MOSFET導(dǎo)通，輸出A、B端形成電流回路，驅(qū)動(dòng)光圈縮小。這一電路結(jié)構(gòu)和工作方式不僅實(shí)現(xiàn)了動(dòng)作時(shí)間的精確控制，還可有效地避免電路因帶電切換而造成的打火現(xiàn)象，提高了繼電器的工作壽命，減少了干擾。

此外，電路中的光電耦合器OP1主要用于隔離和變換51單片機(jī)的+5 V電源電壓和鏡頭動(dòng)作的+12 V驅(qū)動(dòng)電壓；三極管T1用來(lái)控制對(duì)繼電器S1線包的供電。

3.3 中心控制電路及軟件設(shè)計(jì)

中心控制電路如圖3所示。鏡頭控制模塊的控制核心是89C51。主要實(shí)現(xiàn)接收控制指令、解析控制指令和執(zhí)行控制指令三項(xiàng)功能。軟件采用51系列單片機(jī)的匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。主要是看重使用匯編語(yǔ)言具有執(zhí)行速度快?？删_掌握動(dòng)作時(shí)間，所占內(nèi)存小等方面的優(yōu)勢(shì)。

PC與89C51之間采用異步串行通訊方式。數(shù)據(jù)位最多可為8位，定義為動(dòng)作類型和動(dòng)作時(shí)間兩部分。用數(shù)據(jù)位前3位表示6種動(dòng)作狀態(tài)，包括光圈擴(kuò)大、光圈縮小、圖像放大、圖像縮小、焦距變大和焦距變小。數(shù)據(jù)位后5位表示動(dòng)作時(shí)間，一共可以表示32種不同動(dòng)作時(shí)間。根據(jù)軟件要實(shí)現(xiàn)的三項(xiàng)功能，程序首先進(jìn)行初始化。89C52的兩個(gè)定時(shí)／計(jì)數(shù)器分別用作波特率設(shè)定和動(dòng)作時(shí)間計(jì)時(shí)。通過(guò)對(duì)工作方式控制寄存器TMOD的設(shè)置就可完成對(duì)兩個(gè)定時(shí)／計(jì)數(shù)器工作模式的定義。定時(shí)／計(jì)數(shù)器1采用工作方式2，用于定義波特率。定時(shí)／計(jì)數(shù)器0采用工作方式1，用于鏡頭動(dòng)作時(shí)間控制。

然后是指令的處理部分。通過(guò)“邏輯與ANL”運(yùn)算將指令分解為動(dòng)作類型和動(dòng)作時(shí)間兩部分。利用比較轉(zhuǎn)移指令CJNE進(jìn)行動(dòng)作類型篩選，通過(guò)對(duì)工作寄存器組中R1、R2的賦值完成對(duì)引腳的設(shè)置：

采用中斷方式進(jìn)行引腳輸出。由于在帶電狀態(tài)下變換雙刀雙擲開(kāi)關(guān)的狀態(tài)可能會(huì)“打火”，為避免這種情況，在對(duì)R1，R2賦值時(shí)要實(shí)現(xiàn)雙刀雙擲繼電器先進(jìn)行動(dòng)作變換，后通電。兩步動(dòng)作的間隔為10ms。而動(dòng)作時(shí)間以10 ms為步長(zhǎng)。根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的指令協(xié)議可以控制動(dòng)作時(shí)間的范圍在0 ms～320 ms之間，可滿足本模塊需求。