电视监控体系是一种典型的分布式计算机信号收集体系。每个摄像机由中心操控室操控，为简化布线，中心操控器与各摄像机间由RS485总线衔接，镜头和云台的操控由前端的解码器完成。解码器将主控体系送来的串行码操控信号转换成不同功用电压以驱动前端设备，其原理图如图1所示。
为了下降体系本钱，传统的解码器一般用简略逻辑去操控电磁电器或固体继电器而输出操控电压。本文规划的操控电路选用分立元件如MOSFET、TRIAC等，具有体积小、重量轻、低功耗、可靠性高、价格低廉等长处。
1 单片机接口规划
本规划选用的MSP430F149单片机归于德州仪器公司MSP430FLASH系列。MSP430系列是一组超低功耗的微操控器，针对不同运用方针、以不同模块组成，微操控器的规划可使电池长时刻作业，电源电压规模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到达了最大的代码功率。数字操控的振荡器供给一切低功耗形式从快速复苏到活动形式的才能时刻少于6μs。MSP430F149带有两个16位定时器（带看门狗功用）、速率很高的8通道12位A/D转换器（带内部参阅电压、采样坚持和主动扫描功用）、一个内部比较器和两个通用同步/异步发射接纳器、48个I/O口的微处理器结构。MSP430F149擦写次数高达10万次，强力抗搅扰，具有工业级的质量。
MSP430F149有60KB的FLASH ROM和2KB的RAM。其间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能够整个擦除也能够分段擦除，这给体系的软硬件规划都带来了极大的便当和灵活性。鉴于单片机存储器的容量和特色，外部不必扩展存储器和I/O口，外围设备得到了简化。
MSP430F149的作业电压是3.3V，因而其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的规范电平是不一样的，所以不能直接与5V的CMOS规范器材相接。在这种情况下，能够选用双电压（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器材。
本规划为了下降本钱和简化规划，由单片机宣布的操控信号均由MC1413来驱动扩大，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，相当于反向阻隔驱动扩大器。RS485通讯电路则选用74HCT244（+5V供电）驱动I/O口输出。
2 云台操控电路规划
电动云台有俯仰、旋转两个单相沟通电机，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%&&&&&%。当沟通电压从一个绕组接入时，电机正向旋转；当沟通电压从另一个绕组接入时，电机反向旋转。单片机宣布的云台左右、上下运动的操控信号实际上是对云台的沟通电机的正以向操控。
图2是用双向可控硅的云台操控单路电路图。图中的光耦MOC3041是用来阻隔可控硅上的沟通高压和直流低压操控信号的。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，不必在双向可控硅两头并联RC吸收电路，能够直接触发，电路规划比较简略。
3 镜头操控电路规划
变焦镜头有光圈、聚集、变倍三个直流电机，三个电机有一个公共接地端，在非公共端加正、负电压时电机正、反向旋转。单片机宣布的镜头操控信号完成上是对镜头的直流电机的正向电压操控。
直流伺服电机的正反向操控电路一般有H型（桥式）互补对称式和T型互补对称式两种。其间，H型（桥式）互补对称式两路的集成芯片许多，例如UDN2952B，MB3863，L298等。考虑到这类芯片一般较贵，并且镜头的操控路数较多，为了下降本钱，选用T型互补对称式驱动电路。
图3为对针对单个电机的镜头操控电路。为了防止上下两个FET功率管一起导通，选用4555双四选一构成硬件互锁，值得留意的是4555由3.3V供电。镜头的电机电源与数字电路之间通过光耦阻隔，以防止电机接通和断开时所构成的毛刺影响数字电路的作业。光耦阻隔器驱动两个FET功率管，后者直接用来驱动直流电机。两个FET管一个是P型沟道，另一个是N型沟道，构成互补结构。为了防止FET管因电压尖峰而损坏，电路中选用了金属氧化物压敏电阻8作为瞬时吸收保护器。
4 通讯解码电路软硬件规划
4.1 硬件电路
解码器与主控体系之间的数据传送通过RS485收发器MAX485，由单片机的TXD和RXD串行口发送和接纳。解码器的单片机有一个规则的地址码，CPU不断查寻RXD口数据，当判别地址数据为本解码对应地址时，读入操作数据，再判别是何种操控功用，宣布对应的操控信号。
图4为RS485通讯接口电路。为了进步数据传输的抗搅扰性，MAX485为+5V独自供电，选用高速光耦6N137与其他的电源彻底阻隔，不共地。由于传输线较长且现场可能有电磁搅扰，所以在传输线上并联瞬变电压抑制器TVSC，串联熔断器，传输线有屏蔽层的电缆。
4.2 通讯协议与指令结构
监控指令能够简略地分：视频切换、音频切换、电话会议、报警输入、报警布撤防、紧迫报警输入、模仿收集、收集设置、恳求读入收集量、举动输出、遥控等11种指令类型。这儿仅介绍与云台镜头操控有关的指令。
指令类型5：（解码器运用）
阐明：遥控指令，有2个字节参数
前1个字节表明状况字；第99状况表明遥控云台、镜头。
其它状况用户自界说。
后一个字节，当第99状况（前1字节为99）时，高4位代表云台动作，低4位代表镜头动作。
详细描绘如下：
云台动作：
0不动作 1向上运动 2向下运动 3向左运动
4向右运动 5左上方向 6左下运动 7右上方向
8右下方向 9主动扫描
镜头状况：
0镜头不动 3光圈变大 6光圈变小
3景深不动 2景深远 5景深变近
6焦距不变 1焦距变远 4焦距变近
发送中指令格局如下：aa,参数长度，源，宿，类型，参数……，校验和
除参数一部分能够是0～n个字节外，其它都为1个字节。aa为指令头。参数长度为参数部分的字节数（0～99），源为信源的地址编号，宿为信宿的地址编号。类型为1个字节，分高4位与低4位两部分，高4位表明传递两边方法。
界说为：高4位为0是下行指令（计算机发给解码器），高4位不为0是上行6指令（解码器发给计算机），低4位便是前面介绍的指令类类型。校验和为除帧头以外的其他各字节之和与256的余数。
例：如主机发送操控指令给3#解码器，指令格局如下：
云台上 aa 02 00 03 05 99 10 xx
镜头焦距远 aa 02 00 03 05 99 01 xx
其他类推。
要处理总线上的抵触，确保指令的正确传输，需求一个好的通信协议。通信协议分两个部分：一是发送前处理抵触问题，二是发送时要确保发送的正确性。
（1）当一方需求发送指令时，判别信道上有没有人在发指令。假如有，直到指令发送完再等候10ms；
（2）发一随机数（一般为自己的帐号），再接纳这个数，判别是否正确。正确则表明无抵触发生，进行下一步操作；不正确表明抵触发生，等候一随机时刻，转到（1）。
（3）当发送指令时为确保指令的正确性，须遵照以下协议；
发送方：发送后须比及承认指令后才能把此指令从发送行列里删去。假如未收到承认，则隔一段时刻重发一次（时刻距离设定为10ms）；重发三次后，仍未收到承认，则把此指令从行列里删去；一起，给出犯错信息，当发送方收到重发指令后，应立即重发。但重发次数不能超越三次，超越三次后，也把指令删去，一起给出信息。
接纳方：当收到正确指令时，应立刻发回承认指令；若接纳过错，应立刻发回重发指令。
留意：但凡应对指令，不该放在发送行列中，而是即时发生立刻发送出去，且不必遵从发送前的信道争用协议，由于协议自身确保此刻立刻发回会有任何抵触。
在规划无触点云台镜头通讯操控电路的过程中，充分考虑了电路的简易有用性，力求到达较高的性价比。现在该规划现已运用到电视监控体系中，取得了较好的有用作用。
