串口通讯在CCD相机系统中的应用

    1 引言

    CCD相机系统在运行过程中, 有许多来自工作现场的数据需要实时采集, 处理和记录。以便上级管理系统及时掌握相机的工作状态。并且上级管理系统需要实时调整相机参数, 并发出相应的指令, 使得相机采集到的图像像质更好。

    MCS- 51单片机内部含有一个可编程全双工串行通信接口,该接口电路不仅能同时进行数据的发送和接收, 也可作为一个同步移位寄存器使用。MCS- 51 单片机串行口的结构由串行口控制寄存器、发送和接收电路等三部分组成。

    串行通信是一种能把二进制数据按位传送的通信, 故它所需传输线条数极少, 特别适用于分级、分层和分布式控制系统以及远程通信之中。根据实际使用的需要, CCD 相机系统与上级管理系统之间的通讯由单片机串口来完成。本文对该系统中的串行通信系统加以介绍。

    2 系统串行通讯体系

    按照串行数据的同步方式, 串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。本系统采用同步通信方式。数据的输入和输出接口有各自的时钟来控制, 这两个时钟源彼此独立, 互不同步。

    由于 CCD 相机系统的数据输入和数据输出不会在同一时刻进行, 本系统的串行通讯体系结构包含以下几个部分:单片机小统, 串行数据输入模块, 串行数据输出模块。其中单片机小系统结构简单, 性能成熟, 在这里不再赘述。现就串口输入、串口输出模块做出说明:

    2.1 串行数据输入模块

    相机参数的注入由上级管理系统负责, CCD 相机系统通过数据总线将参数直接读入相机系统中的单片机小系统。数据输入门控信号通过单片机 P1 口连接。当上级管理系统欲向 CCD 相机系统注入调整参数指令时, 先使门控信号有效, 单片机系统即准备好接收数据; 然后在时钟信号的配合下, 一位一位地读入数据, 并通过数据总线将并行数据读入单片机。

    2.2 串行数据输出模块

    在每个间隔时间到来时, CCD 相机系统向上级数据管理系统送出相机系统的参数, 以备检查相机系统的状态是否正常。电路设计如图 1。在方式 0 下, 串行数据输出电路通过几个串入并出的移位寄存器, 由 MCS- 51 单片机的 RxD 线串行输出数据, 并从移位寄存器的最高位串行输出。

    3 系统的串口通讯协议

    3.1 系统串口通讯协议特点

    由于传输距离和可靠性的要求, 该通讯协议具备如下特点:

    (1)采用一对一的通讯方式, 无握手过程。通讯中, 上级管理系统为主站, CCD 相机系统为从站;