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256×32大容量中文矩阵系统的设计

作者:时间:2012-04-16来源:网络收藏

摘要:介绍了基于模块式结构的256×32方法,叙述了的主要功能,讨论了MAX4358的性能特点及使用方法,同时概括了软、硬件时应注意的几个问题。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/168155.htm

关键词:模块式结构汉字叠加MAX4358

近年来,视频监控系统已广泛应用于工业、商业、金融、交通这、公安、军事及住宅小区等社会生活的各个方面,系统作为视频监控系统的核心正发挥着越来越重要的应用。通常一个矩阵系统应包括以下基本功能:视频信号切换、字符信号叠加、解码器接口以控制云台和摄像机镜头的动作、报警器接口对预设的报警点进行报警、通过RS-232与PC机串行通信以及控制音频箱进行视音频监控等功能。对国内用户来说,字符叠加应为全,以方便不懂英文的操作人员。矩阵系统的发展方向应是多功能、、可联网以及可进行远程切换。对目前国内用户来说,容量为256×32的矩阵系统已基本满足需要,即使将来个别用户需要更的矩阵系统,也可以通过将两台或多台256×32的矩阵系统级联来实现。另外,为了适应不同的用户对矩阵系统容量的要求,所的矩阵系统应是模块化和即插即用(PnP)型的,即所设计的256×32矩阵系统应可方便地变为256×16、128×32、128×16等不同容量的组合。一般而言矩阵系统的容量达到64×16即为大容量矩阵。矩阵容量越大,所需技术水平越高,设计难度也越大。

1系统组成及主要功能

1。1系统组成

系统组成方框图如图1所示。

1。2主要功能

(1)输入视频信号是多可达256路,输出视频信号为32路。任一路视频输出信号可叠加汉字字符、时间日期、设备符等提示符,系统运行状态一目了然。系统可与音频扩展箱相连,以满足视音频监控的需要。

(2)系统最多可接16个键盘;通过解码器,系统可控制云台、摄像机等的动作,最多可接256个解码器。采用RS-485双绞线串行通信方式,通信距离长达几公里。

(3)报警探头通过报警器与系统连接。系统最多可接16台报警器,每台报警器控制16个报警控探头,因而系统最多可控制256个报警探头,最多可存储512个报警记录。

(4)可通过RS-232与PC机中行通讯,PC机可采集报警记录及传送系统所需的相关资料。

(5)多台矩阵系统之间可级连,实现联网功能,并可实行远程切换。

2各部分的硬件结构

2。1主板

主板方框图如图2所示。

(1)由于该系统功能很多,程序超过32K,因而选用内部FLASHROM为64KB的8位单片机MSU2964。该单片机的主要特点为:内部RAM为256字节,工作电压为4。5V~5。5V,具有空闲和掉电两种工作模式;可在16/25/40MHz三种时钟频率下工作,有8位无符号乘法和除法指令,其余与80C51系列单片机兼容。MSU2964具有乘除法指令,给软件编程带来了很大的方便;另外64KB的FLASHROM也为以后的软件升级留下了余地。

(2)由于MSU2964无看门狗功能,

为了防止系统死机,需要外加看门狗电路。

另外,为了避免电源电压降低时,CPU错误地执行指令导致系统参数被非法修改等情况,需要给系统增加电源监控电路,使CPU在电源电压低于某一值时停止工作,处于复位状态,待电压恢复正常后,CPU再脱离复位状态,进入正常工作状态;在系统上电时,还需给CPU提供可靠的复位信号,这些功能均由MAX813来完成。MAX813的主要功能如下:①系统上电、掉电以及供电电压降低时,第7脚产生复位输出,高电平有效;②看门狗电路输出,如果在1。6秒内没有触发该电路(即第6脚无脉冲输入)则第8脚输出一个低电平;③手动复位输入,低有效,即第1脚输入一个低电平,则第7脚产生复位输出。

实际应用时,将第7脚接CPU的复位脚,第1脚与第8脚相连,第6脚与CPU的P1。0相连。在软件设计中,P1。0不断输出脉冲信号。如系统死机导致P1。0无脉冲信号输出,则1。6秒后在MAX813的第8脚输出低电平。该低电平加到第1脚,使MAX813产生复位输出,使CPU有效复位,摆脱死循环的困境。另外当电源电压低于门限值4。65V时,MAX813也产生复位输出,使CPU不执行任何直至电源电压恢复正常。

(3)由于视频信号要叠加时间、日期信息,报警记录也需要系统能提供时间、日期,因而系统必须有时钟芯片。另外系统要存储128张切换表(每张约占0。5K字节的存储空间)及监视器、报警记录等各种资料。因而,系统需要至少64K字节的存储器。为此,选用DS1248作为时钟及存储器。DS1248是一具有灵式(Phantom)时钟的128K×8NVSRAM。它提供嵌入式RTC和全静态非挥发性RAM。NVSRAM的操作和原来的SRAM一样。时钟操作方法如下:通过D0脚连续串行输入预设的8字节(64bits),再串行写入或读出时间、日期信息(8个字节)。编程时,可将NVSRAM的最后一个字节地址(1FFFF)定义为时钟地址,这样读写时钟跟读写SRAM一样可使用并行数据传送指令。此时NVSRAM的最后一个字节空间(1FFFF)不能作RAM用。

(4)接口电路1主要由MAX483、MAX3082、MAX232及P89C2051等芯片组成,完成CPU对键盘、报警器、解码器、PC机及打印机的控制。

(5)接口电路2主要由8155接口芯片及74LS138译码器组成,用来实现对视频矩阵切换芯片及音频矩阵切换芯片的控制。

(6)主板上有12个插槽,每个插槽可插一块视频输入插板或输出插板。其中8个插槽用于视频信号的输入及切换,每块视频输入插板可输入32路视频信号;另外4个插槽用于汉字叠加及输出视频信号,每块4个插槽用于汉字叠加及输出视频信号,每块视频输出插板可输出8路已叠加好时间日期及其它信息的视频信号。

(7)由于开关电源不需要沉重的电源变压器,具体体积小、重量轻、效率高的优点,因而主板上的电源采用开关电源。在设计时要注意开关电源的抗干扰性能,尽量减少开关电源产生的干扰。

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