曾国宏

     来源：《电子技术应用》

     摘要：传统的电视监控译码器通过继电器的触点来控制云台和镜头，设计了一种基于msp430f149单片机的无触点云台镜头通讯控制电路，具有低功耗、可靠性高等特点。

     关键词：闭路监控

     云台镜头控制 msp430微控制器

     电视监控系统是一种典型的分布式计算机信号采集系统。每个摄像机由中央控制室控制，为简化布线，中央控制器与各摄像机间由rs485总线连接，镜头和云台的控制由前端的***实现。***将主控系统送来的串行码控制信号转换成不同功能电压以驱动前端设备，其原理图如图1所示。

     为了降低系统成本，传统的***一般用简单逻辑去控制电磁电器或固体继电器而输出控制电压。本文设计的控制电路采用分立元件如mosfet、triac等，具有体积小、重量轻、低功耗、可靠性高、价格低廉等优点。

     1 单片机接口设计

     本设计采用的msp430f149单片机属于德州仪器公司msp430flash系列。msp430系列是一组超低功耗的微控制器，针对不同应用目标、以不同模块组成，微控制器的设计可使电池长期工作，电源电压范围1.8～3.6v。由于具有16位risc结构、16位寄存器和常数寄存器，msp430达到了最大的代码效率。数字控制的振荡器提供所有低功耗模式从快速苏醒到活动模式的能力时间少于6μs。msp430f149带有两个16位定时器（带看门狗功能）、速率很高的8通道12位a/d转换器（带内部参考电压、采样保持和自动扫描功能）、一个内部比较器和两个通用同步/异步发射接收器、48个i/o口的微处理器结构。msp430f149擦写次数高达10万次，强力抗干扰，具有工业级的品质。

     msp430f149有60kb的flash rom和2kb的ram。其中flash又分为120段，每段512字节的主存储器和两段信息存储器，每段128b.flash可以整个擦除也可以分段擦除，这给系统的软硬件设计都带来了极大的便利和灵活性。鉴于单片机存储器的容量和特点，外部不用扩展存储器和i/o口，外围设备得到了简化。

     msp430f149的工作电压是3.3v，因此其i/o电平也是3.3v逻辑电平，并且与5v

     ttl电平兼容。但与5v cmos的标准电平是不一样的，所以不能直接与5v的cmos标准器件相接。在这种情况下，可以采用双电压（一边是3v供电，一边是5v供电）供电的驱动器，如ti的sn74alvc164245、sn74lvc4245，或选用74hct、74act系列的cmos器件。

     本设计为了降低成本和简化设计，由单片机发出的控制信号均由mc1413来驱动放大，输出直接驱动光耦和继电器。mc1413输入低电平时断路，输入高电平时为达林顿输出，电流较大，而电平为低，相当于反向隔离驱动放大器。rs485通讯电路则采用74hct244（+5v供电）驱动i/o口输出。

     2 云台控制电路设计

     电动云台有俯仰、旋转两个单相交流电机，每个电机有两个绕组，两个绕组有一个公共端，两个非公共端接移相电容。当交流电压从一个绕组接入时，电机正向旋转；当交流电压从另一个绕组接入时，电机反向旋转。单片机发出的云台左右、上下运动的控制信号实际上是对云台的交流电机的正以向控制。

     图2是用双向可控硅的云台控制单路电路图。图中的光耦moc3041是用来隔离可控硅上的交流高压和直流低压控制信号的。其输出用来触发双向可控硅，选用st

     microelectronics公司的t4系列，内部集成有缓冲续流电路，不用在双向可控硅两端并联rc