專利名稱：一種用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種調(diào)焦調(diào)光的控制電路，具體涉及一種基于單片機的調(diào)焦調(diào)光控制電路。
背景技術(shù)：
調(diào)焦調(diào)光分系統(tǒng)的功能是保證在整個運動過程中獲得足夠大的成像尺寸，保證成像清晰以及在變化的背景下獲取合適的成像對比度。調(diào)焦、調(diào)光功能的實現(xiàn)不僅要有相應(yīng)的光學(xué)、機械執(zhí)行部件，還必需依賴相應(yīng)的電動執(zhí)行部件和控制系統(tǒng)。目前此分系統(tǒng)控制板放置在控制機箱內(nèi)，其與鏡頭之間的信號線繁多，且用步進電機作為電動執(zhí)行部件，步進電機體積較大，相對鏡頭腔體內(nèi)空間較小，另外步進電機噪聲大、易發(fā)熱并有失步和干擾控制系統(tǒng)工作等問題，且控制程序復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)焦調(diào)光控制系統(tǒng)存在的體積大、噪聲大、控制程序復(fù)雜且不穩(wěn)定的問題，本發(fā)明提供了一種用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特殊之處在于 包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、RS485總線模塊、調(diào)焦模塊、變焦模塊和調(diào)光模塊；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括模擬電壓輸出端、調(diào)焦輸出端、變焦輸出端和調(diào)光輸出端；所述RS485總線模塊包括第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊的模擬電壓輸出端分別與調(diào)焦模塊、變焦模塊、調(diào)光模塊連接，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊的調(diào)焦輸出端通過調(diào)焦模塊與RS485總線模塊的第一輸入端連接，所述變焦輸出端通過變焦模塊與RS485總線模塊的第二輸入端連接，所述調(diào)光輸出端通過調(diào)光模塊與RS485總線模塊的第三輸輸入端連接。上述調(diào)焦模塊、變焦模塊和調(diào)光模塊均包括芯片C8051F020、信號采集模塊、電機驅(qū)動模塊和過濾模塊；信號采集模塊、電機驅(qū)動模塊和過濾模塊分別與芯片C8051F020連接。上述RS485總線模塊主要包括芯片MAX485、電容和平衡電阻；所述電容串接于芯片MAX485的接地腳和電源VCC腳之間；所述平衡電阻串接于芯片MAX485與上位機連接的兩腳之間。上述電壓轉(zhuǎn)換模塊主要包括芯片、電阻、橋路電阻和濾波電容；所述電阻串接于芯片的PG信號管腳和模擬電壓輸出端；所述橋路電阻的一端接地，另一端與芯片的輸出管腳并聯(lián)；所述濾波電容一端連接芯片的輸入管腳，另一端接地；上述芯片的型號是TPS76833 或者MAX1644，也可以是AS1117;—般電壓轉(zhuǎn)換模塊可以有一個或者多個芯片。上述信號采集模塊主要包括芯片UC902和芯片7407 ；所述芯片UC902和芯片 7407分別與所述芯片C8051F020連接。上述電機驅(qū)動模塊主要包括放大器0P07和功率放大器PA75 ；所述功率放大器 PA75是通過放大器0P07與上述芯片C8051F020連接。
上述過濾模塊主要是由芯片MAX6748組成；所述芯片MAX6748與芯片C8051F020連接。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明采用直流電機，因此體積小，控制簡單，使用靈活方便；2、本發(fā)明的控制板單片機選用C8051F020器件，C8051F020是完全集成的混合信號系統(tǒng)級MCU芯片，具有64個數(shù)字I/O引腳、片內(nèi)VDD監(jiān)視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器， 真正能夠獨立工作且運行穩(wěn)定；3本發(fā)明與上位機是通過RS485總線通訊，簡單可靠、成本低廉。


圖1為本發(fā)明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明電壓轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖；圖3為本發(fā)明調(diào)焦模塊電路原理圖；圖4為本發(fā)明RS485總線模塊電路原理圖；圖1中1-電壓轉(zhuǎn)換模塊，2-RS485總線模塊，3_調(diào)焦模塊，4_變焦模塊，5_調(diào)光模塊。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，參見圖1，其中包括電壓轉(zhuǎn)換模塊1、RS485總線模塊2、調(diào)焦模塊3、變焦模塊4和調(diào)光模塊5、電壓轉(zhuǎn)換模塊1包括模擬電壓輸出端、調(diào)焦輸出端、變焦輸出端和調(diào)光輸出端，模擬電壓輸出端分別連接調(diào)焦模塊 3、變焦模塊4和調(diào)光模塊5，電壓轉(zhuǎn)換模塊1通過調(diào)焦模塊3變焦模塊4和調(diào)光模塊5與 RS485總線模塊2的第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端連接；具體是電壓轉(zhuǎn)換模塊的調(diào)焦輸出端通過調(diào)焦模塊3與RS485總線模塊2的第一輸入端連接，變焦輸出端通過變焦模塊4與RS485總線模塊2的第二輸入端連接，調(diào)光輸出端通過調(diào)光模塊5與RS485總線模塊2的第三輸出端連接。參見圖2，電壓轉(zhuǎn)換模塊1主要是由TPS76833芯片和電阻以及橋路電阻等其他電子元件組成的，完成+5V電壓轉(zhuǎn)換為+3. 3V電壓，分別給調(diào)焦模塊3、變焦模塊4和調(diào)光模塊5的單片機C8051F020提供工作電壓。芯片可以是一個或者多個芯片，當(dāng)芯片為多個時，其電子元件也是多個并且與芯片的連接關(guān)系均是一樣的。圖中電壓轉(zhuǎn)換模塊包括有四個芯片，分別是 TPS76833-1、TPS76833-2、TPS76833-3 和 TPS76833-4，TPS76833-1 的腳 6 是模擬電壓輸出端，TPS76833-2的腳6是調(diào)焦輸出端，TPS76833-3的腳6是變焦輸出端， TPS76833-4的腳6是調(diào)光輸出端。調(diào)焦輸出端的TPS76833-2腳1和腳2都接數(shù)字地， TPS76833-2 腳 3 和腳 4 都接 +5V 電壓，TPS76833-1、TPS76833-2、TPS76833_3 和 TPS76833-4 的腳1、腳2和腳3、腳4間均分別串聯(lián)濾波電容08-1丄9-1、(10-1、(11-1，濾波電容08-1、 C9-1、ClO-U Cll-I的另一端均接地；該模塊還包括電阻Rr35、R35、R、35、R—35和橋路電阻 RBr4、RB4、RB~ 4、RB~、；其中電阻 Rr35、R35、35、R…35 分別串接于芯片 TPS76833-1、 TPS76833-2、TPS76833-3和TPS76833-4的PG信號管腳和模擬電壓輸出端、調(diào)焦輸出端、變焦輸出端和調(diào)光輸出端之間；所述橋路電阻RBr4、RB4、RB—4、RB—4的一端均接地，另一端與芯片TPS76833-l、TPS76833-2、TPS76833-3和TPS76833-4的輸出管腳并聯(lián)；所述濾波電容一端連接芯片的輸入管腳，另一端接地。芯片TPS76833-1、TPS76833-2、TPS76833-3和 TPS76833-4的腳7均懸空。也就是說，在電壓轉(zhuǎn)換模塊1中調(diào)焦輸出端的TPS76833-2腳1和腳2都接數(shù)字地，TPS76833-2腳3和腳4都接+5V電壓，其腳1、腳2和腳3、腳4間串聯(lián)濾波電容C9-1， TPS76833-2腳5和腳6并聯(lián)電阻R35、橋路電阻RB4 —端和調(diào)焦模塊C8051F020腳37、腳64、 腳 90、C1-2、C1-3、C1-4、R20 一端，電阻 R35 另一端接 TPS76833-2 腳 8，橋路電阻 RB4、C1_2、 Cl-3、Cl-4的另一端接數(shù)字地，TPS76833-2腳7為空。變焦輸出端的TPS76833-3腳1和腳 2都接數(shù)字地，TPS76833-3腳3和腳4都接+5V電壓，腳1、腳2和腳3、腳4間串聯(lián)C10-1， TPS76833-3腳5和腳6并聯(lián)R' 35、RB' 4 一端和變焦模塊C8051F020腳37、腳64、腳90、 C1-2、C1-3、C1-4、R20 一端，R' 35 另一端接 TPS76833-3 腳 8，RB' 4、Cl-2、Cl-3、C1-4 另一端接數(shù)字地，TPS76833-3腳7為空。調(diào)光輸出端TPS76833-4腳1和腳2都接數(shù)字地， TPS76833-4腳3和腳4者接+5V電壓，腳1、腳2和腳3、腳4間串聯(lián)Cll-1，TPS76833-4腳 5和腳6并聯(lián)R" 35、RB" 4 一端和調(diào)光模塊C8051F020的腳37、腳64、腳90、Cl-2、C1-3、 Cl-4、R20 一端，R" 35 另一端接 TPS76833-4 腳 8，RB" 4、Cl-2、Cl-3、C1-4 的另一端接數(shù)字地，TPS76833-4腳7為空。以上電路連接完成數(shù)字電壓的轉(zhuǎn)換。在電壓轉(zhuǎn)換模塊1中TPS76833-1腳1和腳2接模擬地，TPS76833-1腳3和腳4接 +5V電壓，腳1、腳2和腳3、腳4間串聯(lián)C8-LTPS76833-1腳5和腳6并聯(lián)Rr35,RBr4和調(diào)焦模塊、變焦模塊、調(diào)光模塊的C8051F020腳11、腳14、Cl_l，Rr35另一端接TPS76833-1腳 8，RBr4、Cl-l的另一端接模擬地，TPS76833-1腳7為空。以上電路連接完成模擬電壓轉(zhuǎn)換。參見圖3，調(diào)焦模塊3是以單片機C8051F020為核心，還包括信號采集模塊、電機驅(qū)動模塊和過濾模塊，信號采集模塊、電機驅(qū)動模塊和過濾模塊分別與單片機C8051F020連接。單片機C8051F020是完全集成的混合信號系統(tǒng)級MCU芯片，具有64個數(shù)字I/O引腳、 片內(nèi)VDD監(jiān)視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器。信號采集模塊是以芯片UC902和芯片7407為核心，還包括電阻、電容等元器件。 LM2902腳1、腳2、腳3分別為空，LM2902腳4接+15V電壓，LM2902腳5并聯(lián)放大器Dl、電阻R26、電阻R25，放大器Dl另一端接模擬地，電阻R26另一端接+1. 25V電壓，電阻R25另一端接模擬輸入信號，IiC902腳6并聯(lián)電阻R27、電阻R28，電阻R27另一端接模擬地，電阻 R28另一端并聯(lián)UC902腳7、電阻R29，電阻似9另一端并聯(lián)放大器D2、放大器D3、電容C11、 芯片C8051F020腳18，放大器D2另一端并聯(lián)C8051F020腳11、腳14、電容Cl-I，放大器D3 和電容Cll另一端并聯(lián)接模擬地，UC902腳8、腳9并聯(lián)接+1. 25V電壓，UC902腳10并聯(lián)電阻R31、電容C12、電阻R30，電阻R31、電容C12另一端并聯(lián)UC902腳11、電阻R33，電阻 R30另一端并聯(lián)UC902腳14、壓敏電阻VR1、C8051F020腳15、腳16即2. 5V參考電壓，電阻 R33另一端并聯(lián)UC902腳13、電阻R32，電阻R32另一端接壓敏電阻VRl另一端，UC902腳 12并聯(lián)C8051F020腳12即參考電壓、電容C3、電容C4，電容C3、電容C4另一端接模擬地。 7404腳1接數(shù)字輸入信號，腳2并聯(lián)電阻R13、C8051F020腳52、數(shù)字輸出信號，電阻R13另一端接+5V電壓，芯片7404腳3接數(shù)字輸入信號1，腳4并聯(lián)電阻R14、C8051F020腳51、數(shù)字輸出信號2，電阻R13另一端接+5V電壓，7404腳5、腳6、腳8、腳9、腳10、腳11、腳12、腳 13均為空，7404腳7接數(shù)字地，7404腳14并聯(lián)電容C5_1、+5V電壓，電容C5-1另一端接數(shù)字地。通過上述所有器件連接完成信號的采集。還有，電機驅(qū)動模塊包括放大器0P07和功率放大器PA75，還可以連接其他電阻、 電容等電子元件，其中功率放大器PA75通過放大器0P07與單片機連接。0P07腳1、腳5、 腳8分別為空，0P07腳2并聯(lián)電阻R2、R3，電阻R2另一端接+1. 25V電壓，電阻R3另一端并聯(lián)0P07腳6、電阻R7，電阻R7另一端并聯(lián)PA75腳3、電容C13，電容C13另一端接模擬地， 0P07腳3并聯(lián)電阻R4、電阻R5，電阻R4另一端接C8051F020腳100，電阻R5另一端接接模擬地，0P07腳4接-15V電壓，0P07腳7接+15V電壓。PA75腳1接其腳5并聯(lián)電容C7、電阻R9、電阻RlO，電容C7、電阻R9另一端并聯(lián)電阻R8、電容C8、電阻Rl 1、直流電機控制端， 電阻R8另一端并聯(lián)PA75腳2、電阻R6，電阻R6另一端接模擬地，電容C8、電阻Rll另一端并聯(lián)PA75腳7、電阻R12，電阻R12另一端接電容C6，電容C6另一端接模擬地，電阻RlO另一端接電容C5，電容C5另一端接模擬地，PA75腳4接-15V電壓，PA75腳6接+15V電壓。 如上所述器件的連接實現(xiàn)了對電機正向和反向運動的驅(qū)動控制。過濾模塊主要是以芯片MAX6748為核心的，還可以連接電阻、電容等電子元件， MAX6748腳1并聯(lián)電阻R20、R19,電阻R19另一端并聯(lián)電容CIO、MAX6748腳2、MAX6748腳 4、MAX6748腳6并接數(shù)字地，MAX6748腳5、MAX6748腳8并聯(lián)接電容C6-1，電容C6-1另一端接數(shù)字地，MAX6748腳7接C8051F020腳5。芯片MAX6748通過腳7與單片機C8051F020 的腳5連接，MAX6748芯片可以過濾掉尖刺信號，有效的防止了尖刺信號的干擾，從而保證了控制板穩(wěn)定可靠的工作。變焦模塊4和調(diào)光模塊5與調(diào)焦模塊3的電路原理及連接關(guān)系完全相同。參見圖4，RS485總線模塊2主要是由芯片MAX485和平衡電阻Rl組成的，包括第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端，第一輸入端通過MAX485腳1連接調(diào)焦模塊的C8051F020 腳 61，MAX485 腳 2 接 C8051F020 腳 50，MAX485 腳 3 接 C8051F020 腳 49，MAX485 腳 4 接 C8051F020腳62，MAX485腳5接數(shù)字地，MAX485腳6和腳7間串聯(lián)平衡電阻Rl，再接上位機的串口，MAX485腳8接+5V電壓，腳8與腳5間串聯(lián)電容C2-1，使RS485總線模塊2與調(diào)焦模塊連接。同理，第二輸入端同第一輸入端，是通過MAX485腳1連接變焦模塊的C8051F020 腳 61，MAX485 腳 2 接 C8051F020 腳 50，MAX485 腳 3 接 C8051F020 腳 49，MAX485 腳 4 接 C8051F020腳62，MAX485腳5接數(shù)字地，MAX485腳6和腳7接上位機的串口，MAX485腳8 接+5V電壓，腳8與腳5間串聯(lián)C' 2-1，使RS485總線模塊2與變焦模塊連接。RS485總線模塊2也是同樣的方法通過第三輸入端與調(diào)光模塊連接，實現(xiàn)信息傳輸。通過MAX485接收上位機的指令信息并將其轉(zhuǎn)換成TTL電平，并分別送給變焦模塊、調(diào)光模塊、調(diào)焦模塊的單片機C8051F020的串口 UART1，再回傳顯示信息給上位機，完成分系統(tǒng)和上位機之間的通 本發(fā)明的控制電路完成了和上位機的通信并驅(qū)動電機平穩(wěn)運行，其結(jié)構(gòu)與連線簡單，可靠性高，使用靈活方便，成本相對低廉。
權(quán)利要求
1.一種用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特征在于包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、RS485總線模塊、調(diào)焦模塊、變焦模塊和調(diào)光模塊；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括模擬電壓輸出端、調(diào)焦輸出端、變焦輸出端和調(diào)光輸出端；所述RS485總線模塊包括第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊的模擬電壓輸出端分別與所述調(diào)焦輸出端、變焦輸出端和調(diào)光輸出端連接，所述調(diào)焦輸出端通過調(diào)焦模塊與RS485總線模塊的第一輸入端連接，所述變焦輸出端通過變焦模塊與RS485總線模塊的第二輸入端連接，所述調(diào)光輸出端通過調(diào)光模塊與RS485總線模塊的第三輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特征在于所述調(diào)焦模塊、變焦模塊和調(diào)光模塊均包括芯片C8051F020、信號采集模塊、電機驅(qū)動模塊和過濾模塊；所述信號采集模塊、電機驅(qū)動模塊和過濾模塊分別與芯片C8051F020連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特征在于所述RS485 總線模塊主要包括芯片MAX485、電容和平衡電阻；所述電容串接于芯片MAX485的接地腳和電源VCC腳之間；所述平衡電阻串接于芯片MAX485與上位機連接的兩腳之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特征在于所述電壓轉(zhuǎn)換模塊主要包括芯片、電阻、橋路電阻和濾波電容；所述電阻串接于芯片的PG信號管腳和模擬電壓輸出端；所述橋路電阻的一端接地，另一端與芯片的輸出管腳并聯(lián)；所述濾波電容一端連接芯片的輸入管腳，另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特征在于所述芯片是一個或多個；所述芯片的型號是TPS76833、MAX1644或AS1117。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特征在于 所述信號采集模塊主要包括芯片IiC902和芯片7407 ；所述芯片UC902和芯片7407分別與所述芯片C8051F020連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特征在于所述電機驅(qū)動模塊主要包括放大器0P07和功率放大器PA75 ；所述功率放大器PA75通過放大器0P07 與所述芯片C8051F020連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，其特征在于所述過濾模塊主要是芯片MAX6748組成；所述芯片MAX6748與芯片C8051F020連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種用于可見光鏡頭調(diào)焦調(diào)光控制電路，包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、RS485總線模塊、調(diào)焦模塊、變焦模塊和調(diào)光模塊；其中電壓轉(zhuǎn)換模塊包括模擬電壓輸出端、調(diào)焦輸出端、變焦輸出端和調(diào)光輸出端；RS485總線模塊包括第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端；電壓轉(zhuǎn)換模塊的模擬電壓輸出端分別與調(diào)焦模塊、變焦模塊、調(diào)光模塊連接；本發(fā)明采用直流電機，體積小，控制簡單，使用靈活方便，且控制板單片機選用C8051F020器件，C8051F020是完全集成的混合信號系統(tǒng)級MCU芯片，具有64個數(shù)字I/O引腳、片內(nèi)VDD監(jiān)視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器，真正能夠獨立工作且運行穩(wěn)定，簡單可靠、成本低廉。
文檔編號G03B7/081GK102253566SQ201010180338
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者楊小軍, 韓亞蒙, 馬明 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所