在一些特殊應(yīng)用場合，系統(tǒng)中可能同時用到了云臺及電動鏡頭或僅僅用到了電動鏡頭，因而控制器既要對云臺進(jìn)行控制，也要對電動鏡頭進(jìn)行控制。

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，通常要用到變焦鏡頭。一般，這種鏡頭有光圈、變焦、變倍三個電機(jī)，因而可做正反向旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)六個動作，這六個動作分別稱為：光圈大、光圈小、聚焦遠(yuǎn)、聚焦近、變倍進(jìn)、變倍出。變焦鏡頭的電機(jī)大部分是直流電機(jī)，直流電機(jī)加反相電壓后就會倒轉(zhuǎn)，如果三個電機(jī)用一個公共接地端，總共就只有四根控制線。

由于電動三可變鏡頭內(nèi)部的微型電動機(jī)均為小功率直流電動機(jī)，因此控制器要完成對電動三可變鏡頭的控制，只能輸出小功率的直流電壓，這就要求控制器內(nèi)部具有穩(wěn)壓的直流電源，這一電源通常為直流3~12V。在實(shí)用中，為了能更精確地對鏡頭調(diào)焦或在小范圍內(nèi)調(diào)整鏡頭光圈，一般希望電動鏡頭的電動機(jī)轉(zhuǎn)速慢些，也就是要控制器輸出到電動鏡頭的直流控制電壓稍小些;但有的時候，為了快速跟蹤活動目標(biāo)(如在很短的時間內(nèi)將攝像機(jī)鏡頭由廣角取景推到主體目標(biāo)的局部特寫景)，就要求控制器輸出的直流控制電壓稍大一些。

因此，大多數(shù)云臺鏡頭控制器的鏡頭控制輸出端通常都設(shè)計為可變電壓輸出，即通過對控制器面板上的電壓調(diào)節(jié)旋鈕的調(diào)節(jié)，使鏡頭控制輸出端的控制電壓在直流3~12V之間連續(xù)變化。一種單路云臺鏡頭控制器的電路如圖1所示。

圖1 電動云臺和變焦鏡頭控制電路圖

在攝像機(jī)離控制室比較近的情況下，通常可采用10芯電纜，云臺兩個交流電機(jī)需加AC220V或AC24V;鏡頭三個直流電機(jī)可加DC3~12V，將它們加到電機(jī)的控制線上。這種用多芯電纜傳送電動云臺和變焦鏡頭的控制電壓的優(yōu)點(diǎn)是，原理簡單，工作可靠;但其缺點(diǎn)是，浪費(fèi)線材，且有很多能量消耗在傳輸電纜上，只適于近距離使用。

目前，微機(jī)廣泛用于控制器，在距離較遠(yuǎn)的場合，常常用微機(jī)進(jìn)行控制命令的串行傳輸。一般，用微機(jī)發(fā)串行控制碼傳送命令的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)省線材，其傳輸控制電纜由多芯改為2芯;電機(jī)的驅(qū)動電源就地供給，避免了電機(jī)驅(qū)動電源長途傳送時的能量損失等。但是，為了對串行命令進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換、解碼，以及形成電動云臺和變焦鏡頭的驅(qū)動電壓，必須在系統(tǒng)前端攝像機(jī)附近，配置一個接收解碼器。當(dāng)幾個攝像機(jī)相距很近時，也可以共用一個特殊設(shè)計的接收解碼器。

1.串行控制碼的形式

用微機(jī)進(jìn)行控制命令的串行傳輸?shù)拇锌刂拼a的位數(shù),由控制器的設(shè)計者根據(jù)控制器的功能自行決定，但一般包括五個部分，如圖2所示。

圖2 串行控制碼示意圖

(1)起始碼：起始碼通常是一位低電平，串行信號線上，平時是高電平，當(dāng)控制碼到達(dá)時，首先出現(xiàn)一位低電平。

(2)地址碼：由于控制碼要發(fā)到各個接收解碼器，而每個接收器有一個地址，也就是接收器的序號，常常與攝像機(jī)號相同。接收器的本機(jī)地址通常由撥動開關(guān)設(shè)定，只有當(dāng)接收到的地址碼與本機(jī)地址相符合時，才執(zhí)行后面的操作命令。

(3)操作碼：操作碼是指示地址相符的接收機(jī)進(jìn)行何種操作，即控制某一電機(jī)做何種轉(zhuǎn)動，這事先由設(shè)計者規(guī)定。

(4)校驗(yàn)碼：校驗(yàn)碼是為了校驗(yàn)地址碼和操作碼是否發(fā)生誤碼而設(shè)定的，最簡單的方法是奇偶校驗(yàn)，即將地址碼、操作碼、校驗(yàn)碼每一位都相互“異或”后，應(yīng)得結(jié)果是0，否則就認(rèn)為發(fā)生誤碼。奇偶校驗(yàn)?zāi)軝z驗(yàn)出一位誤碼。

(5)結(jié)束碼：結(jié)束碼通常是一位高電平。

2.發(fā)串行控制碼的幾種方法

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，終端解碼器中的CPU只有接收串行控制信號一個任務(wù)，CPU始終處于準(zhǔn)備好接收的狀態(tài)，所以沒有必要進(jìn)行雙工通信。發(fā)送端只要把串行信號發(fā)出就行了，至于終端解碼器是否接到串行控制命令并且執(zhí)行，從監(jiān)視器的圖像上就能清楚地看到。一般，有下述幾種發(fā)串行控制碼的方法。

(1)控制器CPU無串行口但任務(wù)不多。當(dāng)控制器使用沒有串行口的CPU，且任務(wù)不多時，可用并行口或其他鎖存器的一位輸出串行信號。CPU執(zhí)行程序依次將起始碼、地址碼、操作碼、校驗(yàn)碼的各個位，經(jīng)這一位鎖存器輸出，每次鎖存數(shù)據(jù)后，經(jīng)一固定時間(波特率的倒數(shù))再鎖存下一位數(shù)據(jù)。

(2)控制器CPU無串行口但任務(wù)較多。在這種情況下，可以使用可編程串行接口，如8251等，也可以使用相應(yīng)位數(shù)的鎖存器和并/串轉(zhuǎn)換電路來達(dá)到目的。后者編程比較方便，其方框圖如圖3所示。

圖3 編程簡單的串行控制碼發(fā)送方法

圖中，分頻器將CPU的時鐘分頻為串行發(fā)送的波特率，CPU執(zhí)行程序?qū)⒖刂拼a存入鎖存器，然后向并/串轉(zhuǎn)換電路送并入控制信號，串行控制碼就發(fā)出去了。

(3)控制器CPU有串行口。當(dāng)使用具有串行口的單片機(jī)8031時，可按CPU的具體要求發(fā)出串行控制碼。將8031的串行發(fā)送置于方式3(SM0=1，SM1=1)。這時8031發(fā)送1個起始位(0)，8個數(shù)據(jù)位(先發(fā)LSB)，1個可編程的第9數(shù)據(jù)位，1個停止位(1)。當(dāng)接收的終端解碼器數(shù)目不多時，地址碼用4位，操作碼用4位，第九數(shù)據(jù)位作為奇偶校驗(yàn)位。

接收解碼器個數(shù)超過16個，4位地址碼不夠，這時需要連續(xù)發(fā)送兩次串行信號，發(fā)送端8031置多機(jī)通信方式，而接收端也置成多機(jī)通信方式。發(fā)送端的8031先發(fā)8位地址碼，其第9位數(shù)據(jù)為1，再發(fā)8位操作碼，第9位數(shù)據(jù)為0。接收端8031置多機(jī)通信方式時SM2=1，接收數(shù)據(jù)的第9位進(jìn)入RB8，地址字節(jié)會中斷所有接收器的CPU，CPU查看地址碼是否與本機(jī)地址相符，相符時CPU清SM2，準(zhǔn)備接收后面發(fā)來的操作碼;當(dāng)?shù)刂反a與本機(jī)地址不符時，CPU將保持SM2不變，這時后面發(fā)來的操作碼就不會引起中斷。

在這種情況下可取消校驗(yàn)碼，也可用地址碼和操作碼的最高位作為校驗(yàn)碼，分別進(jìn)行校驗(yàn)。