專利名稱：一種用于可見光鏡頭調焦調光控制電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種調焦調光的控制電路，具體涉及一種基于單片機的調焦 調光控制電路。
背景技術：
調焦調光分系統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。調焦、調光功能的實現不僅要有相應 的光學、機械執行部件，還必需依賴相應的電動執行部件和控制系統。目前此分系統控制板 放置在控制機箱內，其與鏡頭之間的信號線繁多，且用步進電機作為電動執行部件，步進電 機體積較大，相對鏡頭腔體內空間較小，另外步進電機噪聲大、易發熱并有失步和干擾控制 系統工作等問題，且控制程序復雜。

實用新型內容為了解決現有技術中調焦調光控制系統存在的體積大、噪聲大、控制程序復雜且 不穩定的問題，本實用新型提供了一種用于可見光鏡頭調焦調光控制電路。本實用新型的技術方案是一種用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，其特殊之處 在于包括電壓轉換模塊、RS485總線模塊、調焦模塊、變焦模塊和調光模塊；所述電壓轉換 模塊包括模擬電壓輸出端、調焦輸出端、變焦輸出端和調光輸出端；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；所述電壓轉換模塊的模擬電壓輸出端分別與調 焦模塊、變焦模塊、調光模塊連接，所述電壓轉換模塊的調焦輸出端通過調焦模塊與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，所述調光輸出端通過調光模塊與RS485總線模塊的第三輸輸入端連接。上述調焦模塊、變焦模塊和調光模塊均包括芯片C8051F020、信號采集模塊、電機 驅動模塊和過濾模塊；信號采集模塊、電機驅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；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LM2902和芯片7407 ；所述芯片LM2902和芯片 7407分別與所述芯片C8051F020連接。上述電機驅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。[0010]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。本實用新型的有益效果是1、本實用新型采用直流電機，因此體積小，控制簡單，使用靈活方便；2、本實用新型的控制板單片機選用C8051F020器件，C8051F020是完全集成的混 合信號系統級MCU芯片，具有64個數字I/O引腳、片內VDD監視器、看門狗定時器和時鐘振 蕩器，真正能夠獨立工作且運行穩定；3本實用新型與上位機是通過RS485總線通訊，簡單可靠、成本低廉。
圖1為本實用新型控制系統結構框圖；圖2為本實用新型電壓轉換模塊電路原理圖；圖3為本實用新型調焦模塊電路原理圖；圖4為本實用新型RS485總線模塊電路原理圖；圖1中1_電壓轉換模塊，2-RS485總線模塊，3_調焦模塊，4_變焦模塊，5_調光 模塊。
具體實施方式
本實用新型提供一種用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，參見圖1，其中包括電壓 轉換模塊1、RS485總線模塊2、調焦模塊3、變焦模塊4和調光模塊5、電壓轉換模塊1包括 模擬電壓輸出端、調焦輸出端、變焦輸出端和調光輸出端，模擬電壓輸出端分別連接調焦模 塊3、變焦模塊4和調光模塊5，電壓轉換模塊1通過調焦模塊3變焦模塊4和調光模塊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；具體是電壓轉換模塊的 調焦輸出端通過調焦模塊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，調光輸出端通過調光模塊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電壓轉換為+3. 3V電壓，分別給調焦模塊3、變焦模塊4和調光 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，當芯片為多個 時，其電子元件也是多個并且與芯片的連接關系均是一樣的。圖中電壓轉換模塊包括有四 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是調焦輸出端，TPS76833-3的腳6是變焦輸出端， TPS76833-4的腳6是調光輸出端。調焦輸出端的TPS76833-2腳1和腳2都接數字地， 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、IT 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、調焦輸出端、變 焦輸出端和調光輸出端之間；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；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，在電壓轉換模塊1中調焦輸出端的TPS76833-2腳1和腳2都接數字 地，TPS76833-2腳3和腳4都接+5V電壓，其腳1、腳2和腳3、腳4間串聯濾波電容C9-1， TPS76833-2腳5和腳6并聯電阻R35、橋路電阻RB4 —端和調焦模塊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的另一端接數字地，TPS76833-2腳7為空。變焦輸出端的TPS76833-3腳1和腳 2都接數字地，TPS76833-3腳3和腳4都接+5V電壓，腳1、腳2和腳3、腳4間串聯C10-1， TPS76833-3腳5和腳6并聯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 一端接數字地，TPS76833-3腳7為空。調光輸出端TPS76833-4腳1和腳2都接數字地， TPS76833-4腳3和腳4者接+5V電壓，腳1、腳2和腳3、腳4間串聯Cll-1，TPS76833-4腳 5和腳6并聯R" 35、RB" 4 一端和調光模塊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 字地，TPS76833-4腳7為空。以上電路連接完成數字電壓的轉換。在電壓轉換模塊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C8-LTPS76833-1腳5和腳6并聯Rr35、RBr4和調 焦模塊、變焦模塊、調光模塊的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換。參見圖3，調焦模塊3是以單片機C8051F020為核心，還包括信號采集模塊、電機驅 動模塊和過濾模塊，信號采集模塊、電機驅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級MCU芯片，具有64個數字I/O引腳、 片內VDD監視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器。信號采集模塊是以芯片LM2902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，LM2902腳6并聯電阻R27、電阻R28，電阻R27另一端接模擬地，電阻 R28另一端并聯LM2902腳7、電阻R29，電阻R29另一端并聯放大器D2、放大器D3、電容C11、 芯片C8051F020腳18，放大器D2另一端并聯C8051F020腳11、腳14、電容Cl-I，放大器D3 和電容Cll另一端并聯接模擬地，LM2902腳8、腳9并聯接+1. 25V電壓，LM2902腳10并聯 電阻R31、電容C12、電阻R30，電阻R31、電容C12另一端并聯LM2902腳11、電阻R33，電阻 R30另一端并聯LM2902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LM2902腳13、電阻R32，電阻R32另一端接壓敏電阻VRl另一端，LM2902腳 12并聯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接數字輸入信號，腳2并聯電阻R13、C8051F020腳52、數字輸出信號，電阻R13另 一端接+5V電壓，芯片7404腳3接數字輸入信號1，腳4并聯電阻R14、C8051F020腳51、數 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接數字地，7404腳14并聯電容C5_1、+5V電壓，電容C5-1另一端接數字地。通過上述所有器件連接完成信號的采集。還有，電機驅動模塊包括放大器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并聯電阻R2、R3，電阻R2另一端接+1. 25V電壓，電阻R3另一端并 聯0P07腳6、電阻R7，電阻R7另一端并聯PA75腳3、電容C13，電容C13另一端接模擬地， 0P07腳3并聯電阻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并聯電容C7、電 阻R9、電阻RlO，電容C7、電阻R9另一端并聯電阻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了對電機正向和反向運動的驅動控制。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并聯電阻R20、R19,電阻R19另一端并聯電容CIO、MAX6748腳2、MAX6748腳 4、MAX6748腳6并接數字地，MAX6748腳5、MAX6748腳8并聯接電容C6-1，電容C6-1另一 端接數字地，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 了控制板穩定可靠的工作。變焦模塊4和調光模塊5與調焦模塊3的電路原理及連接關系完全相同。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接數字地，MAX485腳6和腳7間串聯平衡電阻Rl，再接上位機 的串口，MAX485腳8接+5V電壓，腳8與腳5間串聯電容C2-1，使RS485總線模塊2與調焦 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光模塊連接，實現信息傳輸。通過MAX485接 收上位機的指令信息并將其轉換成TTL電平，并分別送給變焦模塊、調光模塊、調焦模塊的 單片機C8051F020的串口 UART1，再回傳顯示信息給上位機，完成分系統和上位機之間的通 本實用新型的控制電路完成了和上位機的通信并驅動電機平穩運行，其結構與連 線簡單，可靠性高，使用靈活方便，成本相對低廉。
權利要求一種用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，其特征在于包括電壓轉換模塊、RS485總線模塊、調焦模塊、變焦模塊和調光模塊；所述電壓轉換模塊包括模擬電壓輸出端、調焦輸出端、變焦輸出端和調光輸出端；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；所述電壓轉換模塊的模擬電壓輸出端分別與所述調焦輸出端、變焦輸出端和調光輸出端連接，所述調焦輸出端通過調焦模塊與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，所述調光輸出端通過調光模塊與RS485總線模塊的第三輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，其特征在于所述調焦 模塊、變焦模塊和調光模塊均包括芯片C8051F020、信號采集模塊、電機驅動模塊和過濾模 塊；所述信號采集模塊、電機驅動模塊和過濾模塊分別與芯片C8051F020連接。
3.根據權利要求2所述的用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，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.根據權利要求3所述的用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，其特征在于所述電壓 轉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；所述濾波 電容一端連接芯片的輸入管腳，另一端接地。
5.根據權利要求4所述的用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，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.根據權利要求2或3或4所述的用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，其特征在于 所述信號采集模塊主要包括芯片LM2902和芯片7407 ；所述芯片LM2902和芯片7407分別 與所述芯片C8051F020連接。
7.根據權利要求6所述的用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，其特征在于所述電機 驅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.根據權利要求7所述的用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，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。
專利摘要本實用新型涉及的是一種用于可見光鏡頭調焦調光控制電路，包括電壓轉換模塊、RS485總線模塊、調焦模塊、變焦模塊和調光模塊；其中電壓轉換模塊包括模擬電壓輸出端、調焦輸出端、變焦輸出端和調光輸出端；RS485總線模塊包括第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端；電壓轉換模塊的模擬電壓輸出端分別與調焦模塊、變焦模塊、調光模塊連接；本實用新型采用直流電機，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級MCU芯片，具有64個數字I/O引腳、片內VDD監視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器，真正能夠獨立工作且運行穩定，簡單可靠、成本低廉。
文檔編號G03B7/081GK201681240SQ20102019926
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者楊小軍, 韓亞蒙, 馬明 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所