分享基于89C51的攝像鏡頭控制電路設計

此部分的硬件設計主要是實現三可變鏡頭控制信號的輸出。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用于進行電源極性的變換，實現控制參數變化方向的選擇。當S1線包不通電時，AB端輸出+12 V電壓，控制光圈變大；當S1線包通電時，AB端輸出-12 V電壓，控制光圈縮小，完成控制參數變化方向的轉換。

參數變化數值的控制通過控制驅動電壓的存在時間來實現。但是繼電器機械動作的持續性使它難以實現精確的通斷時間控制，其誤差一般在10ms以上，因此在本電路中采用MOSFET作為電子開關，實現通斷時間的精確控制，誤差小于0.1 ms。常態下MOSFET截止，輸出端A、B無電流，光圈不動作。

在需要擴大光圈時，S1線包不通電，A端接+12 V，B端通過MOSFET接地，然后51單片機發出控制信號，使MOSFET導通，輸出A、B端形成電流回路，驅動光圈擴大；在需要縮小光圈時，S1線包通電，B端接+12 V，A端通過MOSFET接地，然后51單片機發出控制信號，使MOSFET導通，輸出A、B端形成電流回路，驅動光圈縮小。這一電路結構和工作方式不僅實現了動作時間的精確控制，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單片機的+5 V電源電壓和鏡頭動作的+12 V驅動電壓；三極管T1用來控制對繼電器S1線包的供電。

3.3 中心控制電路及軟件設計

中心控制電路如圖3所示。鏡頭控制模塊的控制核心是89C51。主要實現接收控制指令、解析控制指令和執行控制指令三項功能。軟件采用51系列單片機的匯編語言編寫。主要是看重使用匯編語言具有執行速度快。可精確掌握動作時間，所占內存小等方面的優勢。

PC與89C51之間采用異步串行通訊方式。數據位最多可為8位，定義為動作類型和動作時間兩部分。用數據位前3位表示6種動作狀態，包括光圈擴大、光圈縮小、圖像放大、圖像縮小、焦距變大和焦距變小。數據位后5位表示動作時間，一共可以表示32種不同動作時間。根據軟件要實現的三項功能，程序首先進行初始化。89C52的兩個定時／計數器分別用作波特率設定和動作時間計時。通過對工作方式控制寄存器TMOD的設置就可完成對兩個定時／計數器工作模式的定義。定時／計數器1采用工作方式2，用于定義波特率。定時／計數器0采用工作方式1，用于鏡頭動作時間控制。

然后是指令的處理部分。通過“邏輯與ANL”運算將指令分解為動作類型和動作時間兩部分。利用比較轉移指令CJNE進行動作類型篩選，通過對工作寄存器組中R1、R2的賦值完成對引腳的設置：

采用中斷方式進行引腳輸出。由于在帶電狀態下變換雙刀雙擲開關的狀態可能會“打火”，為避免這種情況，在對R1，R2賦值時要實現雙刀雙擲繼電器先進行動作變換，后通電。兩步動作的間隔為10ms。而動作時間以10 ms為步長。根據預先設計的指令協議可以控制動作時間的范圍在0 ms～320 ms之間，可滿足本模塊需求。