专利名称：一种用于可见光镜头调焦调光控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种调焦调光的控制电路，具体涉及一种基于单片机的调焦调光控制电路。
背景技术：
调焦调光分系统的功能是保证在整个运动过程中获得足够大的成像尺寸，保证成像清晰以及在变化的背景下获取合适的成像对比度。调焦、调光功能的实现不仅要有相应的光学、机械执行部件，还必需依赖相应的电动执行部件和控制系统。目前此分系统控制板放置在控制机箱内，其与镜头之间的信号线繁多，且用步进电机作为电动执行部件，步进电机体积较大，相对镜头腔体内空间较小，另外步进电机噪声大、易发热并有失步和干扰控制系统工作等问题，且控制程序复杂。
发明内容
为了解决现有技术中调焦调光控制系统存在的体积大、噪声大、控制程序复杂且不稳定的问题，本发明提供了一种用于可见光镜头调焦调光控制电路。本发明的技术方案是一种用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特殊之处在于 包括电压转换模块、RS485总线模块、调焦模块、变焦模块和调光模块；所述电压转换模块包括模拟电压输出端、调焦输出端、变焦输出端和调光输出端；所述RS485总线模块包括第一输入端、第二输入端和第三输入端；所述电压转换模块的模拟电压输出端分别与调焦模块、变焦模块、调光模块连接，所述电压转换模块的调焦输出端通过调焦模块与RS485总线模块的第一输入端连接，所述变焦输出端通过变焦模块与RS485总线模块的第二输入端连接，所述调光输出端通过调光模块与RS485总线模块的第三输输入端连接。上述调焦模块、变焦模块和调光模块均包括芯片C8051F020、信号采集模块、电机驱动模块和过滤模块；信号采集模块、电机驱动模块和过滤模块分别与芯片C8051F020连接。上述RS485总线模块主要包括芯片MAX485、电容和平衡电阻；所述电容串接于芯片MAX485的接地脚和电源VCC脚之间；所述平衡电阻串接于芯片MAX485与上位机连接的两脚之间。上述电压转换模块主要包括芯片、电阻、桥路电阻和滤波电容；所述电阻串接于芯片的PG信号管脚和模拟电压输出端；所述桥路电阻的一端接地，另一端与芯片的输出管脚并联；所述滤波电容一端连接芯片的输入管脚，另一端接地；上述芯片的型号是TPS76833 或者MAX1644，也可以是AS1117;—般电压转换模块可以有一个或者多个芯片。上述信号采集模块主要包括芯片UC902和芯片7407 ；所述芯片UC902和芯片 7407分别与所述芯片C8051F020连接。上述电机驱动模块主要包括放大器0P07和功率放大器PA75 ；所述功率放大器 PA75是通过放大器0P07与上述芯片C8051F020连接。
上述过滤模块主要是由芯片MAX6748组成；所述芯片MAX6748与芯片C8051F020连接。本发明的有益效果是1、本发明采用直流电机，因此体积小，控制简单，使用灵活方便；2、本发明的控制板单片机选用C8051F020器件，C8051F020是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚、片内VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器， 真正能够独立工作且运行稳定；3本发明与上位机是通过RS485总线通讯，简单可靠、成本低廉。
图1为本发明控制系统结构框图；图2为本发明电压转换模块电路原理图；图3为本发明调焦模块电路原理图；图4为本发明RS485总线模块电路原理图；图1中1-电压转换模块，2-RS485总线模块，3_调焦模块，4_变焦模块，5_调光模块。
具体实施例方式本发明提供一种用于可见光镜头调焦调光控制电路，参见图1，其中包括电压转换模块1、RS485总线模块2、调焦模块3、变焦模块4和调光模块5、电压转换模块1包括模拟电压输出端、调焦输出端、变焦输出端和调光输出端，模拟电压输出端分别连接调焦模块 3、变焦模块4和调光模块5，电压转换模块1通过调焦模块3变焦模块4和调光模块5与 RS485总线模块2的第一输入端、第二输入端和第三输入端连接；具体是电压转换模块的调焦输出端通过调焦模块3与RS485总线模块2的第一输入端连接，变焦输出端通过变焦模块4与RS485总线模块2的第二输入端连接，调光输出端通过调光模块5与RS485总线模块2的第三输出端连接。参见图2，电压转换模块1主要是由TPS76833芯片和电阻以及桥路电阻等其他电子元件组成的，完成+5V电压转换为+3. 3V电压，分别给调焦模块3、变焦模块4和调光模块5的单片机C8051F020提供工作电压。芯片可以是一个或者多个芯片，当芯片为多个时，其电子元件也是多个并且与芯片的连接关系均是一样的。图中电压转换模块包括有四个芯片，分别是 TPS76833-1、TPS76833-2、TPS76833-3 和 TPS76833-4，TPS76833-1 的脚 6 是模拟电压输出端，TPS76833-2的脚6是调焦输出端，TPS76833-3的脚6是变焦输出端， TPS76833-4的脚6是调光输出端。调焦输出端的TPS76833-2脚1和脚2都接数字地， TPS76833-2 脚 3 和脚 4 都接 +5V 电压，TPS76833-1、TPS76833-2、TPS76833_3 和 TPS76833-4 的脚1、脚2和脚3、脚4间均分别串联滤波电容08-1丄9-1、(10-1、(11-1，滤波电容08-1、 C9-1、ClO-U Cll-I的另一端均接地；该模块还包括电阻Rr35、R35、R、35、R—35和桥路电阻 RBr4、RB4、RB~ 4、RB~、；其中电阻 Rr35、R35、35、R…35 分别串接于芯片 TPS76833-1、 TPS76833-2、TPS76833-3和TPS76833-4的PG信号管脚和模拟电压输出端、调焦输出端、变焦输出端和调光输出端之间；所述桥路电阻RBr4、RB4、RB—4、RB—4的一端均接地，另一端与芯片TPS76833-l、TPS76833-2、TPS76833-3和TPS76833-4的输出管脚并联；所述滤波电容一端连接芯片的输入管脚，另一端接地。芯片TPS76833-1、TPS76833-2、TPS76833-3和 TPS76833-4的脚7均悬空。也就是说，在电压转换模块1中调焦输出端的TPS76833-2脚1和脚2都接数字地，TPS76833-2脚3和脚4都接+5V电压，其脚1、脚2和脚3、脚4间串联滤波电容C9-1， TPS76833-2脚5和脚6并联电阻R35、桥路电阻RB4 —端和调焦模块C8051F020脚37、脚64、 脚 90、C1-2、C1-3、C1-4、R20 一端，电阻 R35 另一端接 TPS76833-2 脚 8，桥路电阻 RB4、C1_2、 Cl-3、Cl-4的另一端接数字地，TPS76833-2脚7为空。变焦输出端的TPS76833-3脚1和脚 2都接数字地，TPS76833-3脚3和脚4都接+5V电压，脚1、脚2和脚3、脚4间串联C10-1， TPS76833-3脚5和脚6并联R' 35、RB' 4 一端和变焦模块C8051F020脚37、脚64、脚90、 C1-2、C1-3、C1-4、R20 一端，R' 35 另一端接 TPS76833-3 脚 8，RB' 4、Cl-2、Cl-3、C1-4 另一端接数字地，TPS76833-3脚7为空。调光输出端TPS76833-4脚1和脚2都接数字地， TPS76833-4脚3和脚4者接+5V电压，脚1、脚2和脚3、脚4间串联Cll-1，TPS76833-4脚 5和脚6并联R" 35、RB" 4 一端和调光模块C8051F020的脚37、脚64、脚90、Cl-2、C1-3、 Cl-4、R20 一端，R" 35 另一端接 TPS76833-4 脚 8，RB" 4、Cl-2、Cl-3、C1-4 的另一端接数字地，TPS76833-4脚7为空。以上电路连接完成数字电压的转换。在电压转换模块1中TPS76833-1脚1和脚2接模拟地，TPS76833-1脚3和脚4接 +5V电压，脚1、脚2和脚3、脚4间串联C8-LTPS76833-1脚5和脚6并联Rr35,RBr4和调焦模块、变焦模块、调光模块的C8051F020脚11、脚14、Cl_l，Rr35另一端接TPS76833-1脚 8，RBr4、Cl-l的另一端接模拟地，TPS76833-1脚7为空。以上电路连接完成模拟电压转换。参见图3，调焦模块3是以单片机C8051F020为核心，还包括信号采集模块、电机驱动模块和过滤模块，信号采集模块、电机驱动模块和过滤模块分别与单片机C8051F020连接。单片机C8051F020是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚、 片内VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器。信号采集模块是以芯片UC902和芯片7407为核心，还包括电阻、电容等元器件。 LM2902脚1、脚2、脚3分别为空，LM2902脚4接+15V电压，LM2902脚5并联放大器Dl、电阻R26、电阻R25，放大器Dl另一端接模拟地，电阻R26另一端接+1. 25V电压，电阻R25另一端接模拟输入信号，IiC902脚6并联电阻R27、电阻R28，电阻R27另一端接模拟地，电阻 R28另一端并联UC902脚7、电阻R29，电阻似9另一端并联放大器D2、放大器D3、电容C11、 芯片C8051F020脚18，放大器D2另一端并联C8051F020脚11、脚14、电容Cl-I，放大器D3 和电容Cll另一端并联接模拟地，UC902脚8、脚9并联接+1. 25V电压，UC902脚10并联电阻R31、电容C12、电阻R30，电阻R31、电容C12另一端并联UC902脚11、电阻R33，电阻 R30另一端并联UC902脚14、压敏电阻VR1、C8051F020脚15、脚16即2. 5V参考电压，电阻 R33另一端并联UC902脚13、电阻R32，电阻R32另一端接压敏电阻VRl另一端，UC902脚 12并联C8051F020脚12即参考电压、电容C3、电容C4，电容C3、电容C4另一端接模拟地。 7404脚1接数字输入信号，脚2并联电阻R13、C8051F020脚52、数字输出信号，电阻R13另一端接+5V电压，芯片7404脚3接数字输入信号1，脚4并联电阻R14、C8051F020脚51、数字输出信号2，电阻R13另一端接+5V电压，7404脚5、脚6、脚8、脚9、脚10、脚11、脚12、脚 13均为空，7404脚7接数字地，7404脚14并联电容C5_1、+5V电压，电容C5-1另一端接数字地。通过上述所有器件连接完成信号的采集。还有，电机驱动模块包括放大器0P07和功率放大器PA75，还可以连接其他电阻、 电容等电子元件，其中功率放大器PA75通过放大器0P07与单片机连接。0P07脚1、脚5、 脚8分别为空，0P07脚2并联电阻R2、R3，电阻R2另一端接+1. 25V电压，电阻R3另一端并联0P07脚6、电阻R7，电阻R7另一端并联PA75脚3、电容C13，电容C13另一端接模拟地， 0P07脚3并联电阻R4、电阻R5，电阻R4另一端接C8051F020脚100，电阻R5另一端接接模拟地，0P07脚4接-15V电压，0P07脚7接+15V电压。PA75脚1接其脚5并联电容C7、电阻R9、电阻RlO，电容C7、电阻R9另一端并联电阻R8、电容C8、电阻Rl 1、直流电机控制端， 电阻R8另一端并联PA75脚2、电阻R6，电阻R6另一端接模拟地，电容C8、电阻Rll另一端并联PA75脚7、电阻R12，电阻R12另一端接电容C6，电容C6另一端接模拟地，电阻RlO另一端接电容C5，电容C5另一端接模拟地，PA75脚4接-15V电压，PA75脚6接+15V电压。 如上所述器件的连接实现了对电机正向和反向运动的驱动控制。过滤模块主要是以芯片MAX6748为核心的，还可以连接电阻、电容等电子元件， MAX6748脚1并联电阻R20、R19,电阻R19另一端并联电容CIO、MAX6748脚2、MAX6748脚 4、MAX6748脚6并接数字地，MAX6748脚5、MAX6748脚8并联接电容C6-1，电容C6-1另一端接数字地，MAX6748脚7接C8051F020脚5。芯片MAX6748通过脚7与单片机C8051F020 的脚5连接，MAX6748芯片可以过滤掉尖刺信号，有效的防止了尖刺信号的干扰，从而保证了控制板稳定可靠的工作。变焦模块4和调光模块5与调焦模块3的电路原理及连接关系完全相同。参见图4，RS485总线模块2主要是由芯片MAX485和平衡电阻Rl组成的，包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，第一输入端通过MAX485脚1连接调焦模块的C8051F020 脚 61，MAX485 脚 2 接 C8051F020 脚 50，MAX485 脚 3 接 C8051F020 脚 49，MAX485 脚 4 接 C8051F020脚62，MAX485脚5接数字地，MAX485脚6和脚7间串联平衡电阻Rl，再接上位机的串口，MAX485脚8接+5V电压，脚8与脚5间串联电容C2-1，使RS485总线模块2与调焦模块连接。同理，第二输入端同第一输入端，是通过MAX485脚1连接变焦模块的C8051F020 脚 61，MAX485 脚 2 接 C8051F020 脚 50，MAX485 脚 3 接 C8051F020 脚 49，MAX485 脚 4 接 C8051F020脚62，MAX485脚5接数字地，MAX485脚6和脚7接上位机的串口，MAX485脚8 接+5V电压，脚8与脚5间串联C' 2-1，使RS485总线模块2与变焦模块连接。RS485总线模块2也是同样的方法通过第三输入端与调光模块连接，实现信息传输。通过MAX485接收上位机的指令信息并将其转换成TTL电平，并分别送给变焦模块、调光模块、调焦模块的单片机C8051F020的串口 UART1，再回传显示信息给上位机，完成分系统和上位机之间的通 本发明的控制电路完成了和上位机的通信并驱动电机平稳运行，其结构与连线简单，可靠性高，使用灵活方便，成本相对低廉。
权利要求
1.一种用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特征在于包括电压转换模块、RS485总线模块、调焦模块、变焦模块和调光模块；所述电压转换模块包括模拟电压输出端、调焦输出端、变焦输出端和调光输出端；所述RS485总线模块包括第一输入端、第二输入端和第三输入端；所述电压转换模块的模拟电压输出端分别与所述调焦输出端、变焦输出端和调光输出端连接，所述调焦输出端通过调焦模块与RS485总线模块的第一输入端连接，所述变焦输出端通过变焦模块与RS485总线模块的第二输入端连接，所述调光输出端通过调光模块与RS485总线模块的第三输入端连接。
2.根据权利要求1所述的用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特征在于所述调焦模块、变焦模块和调光模块均包括芯片C8051F020、信号采集模块、电机驱动模块和过滤模块；所述信号采集模块、电机驱动模块和过滤模块分别与芯片C8051F020连接。
3.根据权利要求2所述的用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特征在于所述RS485 总线模块主要包括芯片MAX485、电容和平衡电阻；所述电容串接于芯片MAX485的接地脚和电源VCC脚之间；所述平衡电阻串接于芯片MAX485与上位机连接的两脚之间。
4.根据权利要求3所述的用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特征在于所述电压转换模块主要包括芯片、电阻、桥路电阻和滤波电容；所述电阻串接于芯片的PG信号管脚和模拟电压输出端；所述桥路电阻的一端接地，另一端与芯片的输出管脚并联；所述滤波电容一端连接芯片的输入管脚，另一端接地。
5.根据权利要求4所述的用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特征在于所述芯片是一个或多个；所述芯片的型号是TPS76833、MAX1644或AS1117。
6.根据权利要求2或3或4所述的用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特征在于 所述信号采集模块主要包括芯片IiC902和芯片7407 ；所述芯片UC902和芯片7407分别与所述芯片C8051F020连接。
7.根据权利要求6所述的用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特征在于所述电机驱动模块主要包括放大器0P07和功率放大器PA75 ；所述功率放大器PA75通过放大器0P07 与所述芯片C8051F020连接。
8.根据权利要求7所述的用于可见光镜头调焦调光控制电路，其特征在于所述过滤模块主要是芯片MAX6748组成；所述芯片MAX6748与芯片C8051F020连接。
全文摘要
本发明涉及的是一种用于可见光镜头调焦调光控制电路，包括电压转换模块、RS485总线模块、调焦模块、变焦模块和调光模块；其中电压转换模块包括模拟电压输出端、调焦输出端、变焦输出端和调光输出端；RS485总线模块包括第一输入端、第二输入端和第三输入端；电压转换模块的模拟电压输出端分别与调焦模块、变焦模块、调光模块连接；本发明采用直流电机，体积小，控制简单，使用灵活方便，且控制板单片机选用C8051F020器件，C8051F020是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚、片内VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器，真正能够独立工作且运行稳定，简单可靠、成本低廉。
文档编号G03B7/081GK102253566SQ201010180338
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者杨小军, 韩亚蒙, 马明 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所