基于RS232接口實現(xiàn)多路PIP同屏顯示

朱 彧，趙哲懿，張 勇

(山西大眾電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司，山西 太原 030024)

0 引言

隨著信息量的增多，單視頻信號的視頻監(jiān)控已經(jīng)不能滿足用戶的需求，用戶越來越趨向于使用多視頻信號輸入的多路視頻監(jiān)控系統(tǒng)。將VGA信號、多路視頻信號在同一屏幕上進行顯示已經(jīng)在顯示屏控制卡上初步實現(xiàn)。要控制多路視頻信號同屏顯示實現(xiàn)多路PIP功能，需要控制多路顯示屏控制卡的RS232接口，本文介紹了控制多路顯示屏控制卡的RS232接口的軟硬件設(shè)計。

1 多路RS232控制簡介

本文硬件電路簡稱串口控制板，串口控制板主RS232接口轉(zhuǎn)換為RS422接口與上位機串行接口相連，RS232控制板4個子RS232接口分別與4路顯示屏控制板RS232接口相連。視頻信號送入顯示屏控制卡，RS232主串口接收上位機信號，判斷顯示和關(guān)閉哪一路視頻信號，通過子RS232接口來控制相應顯示屏控制卡的PIP功能。

2 硬件設(shè)計

2.1 器件選型

晶振：11.0592MHz，89C4051串口與上位機串口進行通信的波特率為1200，SM89516A與顯示屏控制卡的RS232接口進行通信的波特率為115200，根據(jù)波特率計算公式計算出選擇11.0592MHz頻率的晶振，波特率誤差值為0。

SM89516A:8052內(nèi)核，控制顯示屏控制板的RS232接口，根據(jù)顯示屏控制板的RS232接口協(xié)議，將控制命令發(fā)送給相應顯示屏控制板的RS232接口，顯示屏控制板的RS232接口的固定波特率為115200，普通51系列單片機達不到如此高的波特率，SM89516A具有8052內(nèi)核，T2計時器可以裝載16位計數(shù)初值，可以達到高于115200的波特率，固選用該芯片。

AT89C4051:與上位機進行通信，判斷要控制哪一路顯示屏控制板的RS232接口，并通知SM89516A控制相應的RS232接口。

CD4066:4路控制開關(guān)，接通或斷開要控制的RS232接口，控制端接到P0口的相應管腳上，每個CD4066的4路信號端分別接2路RS232的TX、RX，用2個CD4066控制4路RS232接口，打開相應2路控制RS232的控制端，關(guān)閉其他控制端就可以控制相應的RS232接口。

MAX488:負責89C4051和上位機RS422接口間的電平轉(zhuǎn)換。

MAX238、MAX232:TTL電平和RS232電平之間的轉(zhuǎn)換。

2.2 工作原理

首先把上位機RS422接口傳過來的信號，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換(MAX488把RS422電平轉(zhuǎn)換為TTL電平)發(fā)送給AT89C4051。

AT89C4051將接收到的控制命令進行解碼，通過P0口的相應管腳控制SM89516A的P2口的相應管腳。

SM89516A通過讀取P2口相應管腳的狀態(tài)來判斷需要控制哪個顯示屏控制卡的PIP。

SM89516A置位P0口的相應管腳，打開和關(guān)閉CD4066相應的控制開關(guān)，將控制命令通過UART接口從打開的控制開關(guān)通路上發(fā)送出去，并經(jīng)MAX238將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平后將控制命令傳給相應的顯示屏控制卡的RS232接口。

圖1 硬件框圖

3 軟件設(shè)計

初始化AT89C4051包括：寄存器初始化、中斷向量初始化、管腳初始化，緩沖區(qū)初始化(上位機發(fā)過來的控制命令經(jīng)解碼后存入緩沖區(qū))。

串口接收中斷：接收上位機的控制命令，并對控制命令進行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)為要控制的第幾路顯示屏控制板的RS232接口控制字，并將解碼后的數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)。

控制P0口：AT89C4051初始化完后，判斷緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)是否有變化，沒有變化進入下次判斷，如果有變化，根據(jù)變化將P0口相應管腳置高(打開相應顯示屏控制板PIP)或置低(關(guān)閉相應顯示屏控制板PIP)。

初始化SM89516A：寄存器初始化，管腳初始化。

管腳判斷：判斷P2.4-P2.7是否有變化，SM89516A的P2口相應管腳與AT89C4051的P0口相應管腳相連，當AT89C4051的相應管腳電位變化時，SM89516A的P2口相應管腳也跟著變化。如果沒有變化進入下一次判斷，如果有變化，根據(jù)顯示屏控制卡RS232協(xié)議生成控制指令。

控制CD4066:打開CD4066的兩個控制端，使一路RS232接通，關(guān)閉其他的CD4066控制端，使其他3路RS232關(guān)閉。

發(fā)送控制指令：根據(jù)顯示屏控制卡RS232協(xié)議生成控制指令通過串口發(fā)送出去，顯示屏控制卡RS232接口會返回相應的報文，如果SM89516A接收到返回的報文代表通信成功，電路中相應的指示燈會閃爍；否則代表通信不成功，指示燈不閃爍。以改變指示燈狀態(tài)來顯示電路的工作情況，增強了人機交互能力，便于使用者了解電路的工作狀態(tài)。

圖2 SM89516A軟件流程圖

4 結(jié)束語

本文介紹了與多路顯示屏控制卡RS232接口進行通信電路軟硬件設(shè)計，使用本電路現(xiàn)有串口資源可以簡單控制顯示屏PIP的開關(guān)。以本設(shè)計為思路，選用雙串口單片機代用SM89516A或以本硬件電路為基礎(chǔ)使用單片機I/O口模擬串口通信，可以向顯示屏控制卡RS232接口傳輸更為豐富的控制命令，實現(xiàn)顯示屏控制卡的多樣化控制。