近年来视频监控体系已广泛运用于工业、交通、商业、金融、军事及安全捍卫等范畴，是现代化办理、监测、操控的重要手法之一，极大地提高了办理功率和主动化水平。通用的视频监控体系一般包含以下几个部分：摄像机、云台、解码器、中心操控体系、矩阵切换体系、字符叠加体系和报警体系。其间矩阵切换和字符叠加是监控体系中两个比较重要的部分，本文将对这两部分的作业原理和完成计划进行介绍。
因为监控体系对图象切换的要求不如广播电视严厉，切换进程中所引起的图象颤动是能够忍受的。因而为了降低本钱，在矩阵切换方面一般不选用同步切换，而大多运用集成模仿开关进行异步切换。字符叠加部分的完成计划比较多，其根本原理都是CPU从字库ROM中取出要显现字符的占阵数据，根据所设定的在屏幕上的显现方位，送到对应的显现RAM中去，然后由计数电路对显现RAM进行扫描，将字符点阵信号并行读出并转换为串行码，再与视频图象信号叠加后送监督器屏幕显现。
考虑到用户所需的功用和体系容量的不同，先后开发了两种根据不同芯片组合的矩阵切换-字符叠加完成计划。每种计划都力求简略、安稳、牢靠。
1 小容量、非汉字字符叠加体系
当体系视、音频信号的输入、输出通道不是许多，尤其在输出通道较少且不需求汉字字符叠加的情况下，该文豪以取得较高的性价比。
1.1 元件构成
在该规划中矩阵切换部分选用8选1模仿开关CC4051，图1和图2分别给出了运用该芯片进行视、音频信号切换的有用电路。若还需求对音量进行操控，能够在音频切换的CC4051后再加一级CC4051。第二级CC4051的各输入端接不同阻值的电阻，然后取得不同的音量衰减。
字符叠加部分选用了NEC公司推出的专用视频字符叠加芯片μPD6450，该芯片的显现修改功用十分强，操控办法也很简略。在芯片内部固化了128个12×18点阵的日文、英文字母和数字等字符的字模，显现字符的巨细、闪耀频率能够进行调整，一起芯片还供给5种颜色的内部视频信号，能够根据要求在内部视频信号和外部视频信号之间进行切换，运用十分便利。但因为该芯片内部没有供给空的RAM空间以供用户填入自界说字符，因而运用该芯片时只能显现其内部固化的128个字符，无法外扩汉字，在某些场合的运用上存在一些局限性。
1.2 电路结构和作业原理
在规划中，输入8路视频信号通过标题、时刻叠加后送去录像，一起送往矩阵切换电路选出一路进行监督。监督时可选用主动守时切换或手动切换。
为了便利用户操作，规划了较多的面板按键。一起8路叠加芯片的片选线、数据线、CLK线以及切换模块CC4051的地址线也较多，然后形成89C52单片机的I/O口比较严重。为了处理这个问题，采取了三种办法：（1）运用移位寄存器，用CPU串口扩展I/O口来操控面板按键；（2）视、音频信号切换和音量切换的6根地址线均从P1口引出，一起8路叠加芯片共用数据线、CLK线，这两根线也从P1口引出；（3）CPU的P0口蚋射为总线办法，操控时钟芯片DS12887。一起P2口映射为I/O口办法，操控8路叠加芯片的片选信号。
在设置存储体系的信息时，若信息量不是许多，能够不过扩RAM，而将设置信息保存在时钟芯片DS12887中，其内部含有114个字节不蒸发的RAM。别的在设置标题、时刻等信息时，采有了菜单界面办法，一起运用叠加芯片μPD6450供给的内部五颜六色视频信号，既漂亮也便利用户操作。
实践证明，该计划关于小容量、非汉字字符叠加体系具有完成简略、安稳牢靠、本钱较低一级特色，是一种比较好的计划。
2 大容量、汉字字符叠加体系
当体系视、音频信号的输入、
输出通道数较多，且需求进行汉字字符叠加时能够选用该计划。在规划中，48路输入视频信号通过矩阵切换后输出12路信号，然后送往字符叠加模块进行汉字标题和时刻的叠加，最终送往12路监督器。整个体系分为三个模块：操控模块、矩阵切换模块和字符叠加模块。下面介绍各模块首要元件的构成。
2.1 元件构成操控模块
·在本模块中，CPU选用具有两个UART串口的80C320，其间一个串口用于接纳键盘的输入信号，另一个串口用于向字符叠加模块发送标题和时刻信息。
·看门狗选用带电池的MAX691，不只能够避免死机，一起在体系断电时能够主动启用该电池向RAM供电，以确保存储的信息不丢掉。
矩阵切换模块
本模块中，矩阵切换选用了多路模仿开磁MT8816芯片，该芯片有两种作业办法：8路输入、16路输出或16路输入、8路输出。需求特别注意的是，关于每一个输入通道而言，输出通道0～15（或0～7）并不彻底对应于相应的二进制地址0000～1111（或000～111）。例如输入通道为1，输出通道为12，则输入通道的开关地址为001，而输出通道的开关地址为0110。
字符叠加模块
本模块中，字符叠加选用了NEC公司推出的专用字符叠加芯片μPD6453，该芯片的操控办法与μPD6450根本类似，显现修改功用也十分强。首要差异在于：该芯片内部固化了240个12×18点阵的日文、英文字母和数字等字符的字模，一起还供给16个字符的空RAM区以供用户填入自界说字符，这样就为汉字显现供给了或许。在视频同步信号的提取上，选用专用集成芯片LM1881完成行、场同步信号的别离。
2.2 结构结构和作业原理
本体系的三个模块：操控模块、矩阵切换模块和字符叠加模块的构成、功用和彼此关系如图3所示。
其间操控模块接纳并剖析键盘信号，将所接纳的48路标题信息以及矩阵切换的操控信息，包含选路，扫描始路值、终点值、扫描时刻等都存储在不掉电的RAM中，
将时刻设置信息存储在DS12887中，这样从头开机时体系能根据前次关机时的设置进行初始化。别的，该模块还向矩阵切换模块发送相应的开关地址和开关数据，而且根据通信协议，由串口向字符叠加模块发送标题和时刻。
在叠加模块中，3个89C52操控13路的字符叠加，每个CPU操控4路。就整个体系而言，该模块上的89C52处于从机的地垃，接纳操控模块中80C320发送的各种设置信息。因为在两个CPU之间存在着数据通信，相应地界说了一个通信协议，限于篇幅这儿不作为多叙说。下面仅就μPD6453在汉字显现的遇到的一些问题进行简略介绍。
首要，关于国内用户来说，很多的汉字都没有固化在μPD6453芯片内部，需求将其先写入片内16个字符的空RAM区，再宣布指令让其显现。ΜPD6453内部的字模（包含16个字符的空RAM区）均为12×18点阵，而12×18点阵的汉字字库很难找到。因而规划中选用了12×12点阵的字库数据，显现时即将显现的数据直接写入μPD6453片内的12×18占阵的RM区，但这样显现的字符看起来比较小。走运的是μPD6453一起供给了调整字符巨细的功用，字符能够以单倍、双倍、三倍和四倍形式显现。但需注意的是，该芯片外接的电感电容对显现字符的横向长度影响很大。通过重复实验，咱们以为电感取15μH，%&&&&&%取56pF时，12×12点阵的汉字字符以双倍显现比较适宜。其次，89C52只能直接办理64K的存储空间，当选用12×12点阵的汉字字库时，存储一切的世界一级汉字需求128K的ROM，这样就需求进行分页办理，最高们的地址线从I/O口引出。第二，行、场同步信号的别离除了选用专用集成芯片，如LM1881，也能够运用分立模仿元件。在本体系中，因为在一块电路板上集成了12个叠加电路，选用专用集成芯片进行行场别离能够避免模仿信号间的彼此串扰。但此办法本钱较高，一般情况下主张运用分立模仿元件规划该电路。
以上介绍了监控体系中矩阵切换和字符叠加的两种完成计划，其间第一种计划适用于小容量、非汉字字符叠加体系，第二种计划适用于较大容量、汉字字符叠加体系。这两种计划都已投入产品化的批量生产，技能老练，功能安稳牢靠。在实践运用中，读者能够根据需求，将这两种计划的矩阵切换部分和字符叠加部分进行彼此组合以到达规划要求。
