南京电视台 林小平
【摘要】本文详细介绍了一种适合电视系统和一些会议电视系统使用的多路视音频信号自动巡回监视控制器的原理及设计。
在电视系统和一些会议电视系统中，经常需要对外来多路信号进行自动定时监测。多路视音频信号控制器的使用可减轻操作人员的劳动强度，提高工作效率，本文详细介绍了一种多路信号自动监测系统的原理与设计。
1 系统构成
多路信号自动监测系统由GVG Performer 10X1视音频切换开关、自动巡回监视控制器、视频监视器、波形示波器等构成，见图1。
图1
自动巡回监视控制器的主要功能是通过控制面板对需要监测的信号源的输入通道进行编程，使之对有信号输入的通道进行监测，跳过没有信号输入的通道继续下一通道的监测，以防止某一通道本身没有信号源时顺序监测带来的误判。
2 功能描述
自动巡回监视控制器面板共有14个键，其中1～10 10个数字键分别对应1～10个输入通道，功能键为：设定键SET，确认键ENT，定时键TIME，开始键START。用于设定工作模式和控制程序的运行。具体工作模式如下：按设定键SET后用1～10数字键选择需要监测的通道，此时被选中的键上面相应的指示灯点亮。例如需要监测1、3、5、8、10路则将1、3、5、8、10键分别按下。此时对应键的LED点亮，如需取消则将此键再按一次使对应的LED熄灭即可。选择好输入通道后用时间键确定巡检时间，本机设计了30秒、60秒、90秒三档时间，分别对应三个LED。设定好后按确认键ENT，此时ENT键对应的指示灯点亮，其余键对应的LED均熄灭此时设定完毕，按开始键START即可按设定的模式进行工作。上述设定模式的工作过程如下：
图
开始后切换器先选择第1路信号源30秒（例设定时间为30秒），然后选择第3路信号源30秒、第5路信号源30秒、第8路信号源30秒、第10路信号源30秒、再选择第1路信号源30秒依次循环，直到重新设定为止。由于本机只对设定的信号源进行检测，未设定的信号源则不进行检测，可防止信号误判。若被检测的信号源中断，自动巡回监视控制器将以音响方式报警，并自动记录中断信号源的路数和中断及恢复时间。
3 电路设计
自动巡回监视控制器由MCS 51单片计算机、控制键盘、状态指示电路、E2 ROM、RS－232C通信接口、报警电路等组成。电路框图如图2。
图2
微处理器采用美国ATMEL公司MCS－51系列 8位单片机AT89C51。片内有2K的FLASH MEMORY程序存储器，使用比较方便。它有32根输入／输出口线，最大寻址空间为64KB，有2个16位定时／计数器，一个全双工的串行口，共有5种工作方式，可编程选定。
单片机做为系统控制核心。用来完成和GVG Performer 10X1视音频切换开关的数据通讯、键盘、报警和显示电路的控制。键盘扫描电路由一片移位寄存器74LS164和4根单片机口线构成，其中2根单片机口线分别做为移位寄存器74LS 164的数据和时钟，另外2根口线和移位寄存器的八个数据输出端构成2×8矩阵，可提供16个键值。2片锁存器74LS377用于状态显示的锁存驱动。监控电路采用是美国Xicor公司生产的带有Flash Memory的微机监控电路X 25045。X 25045除具有“看门狗”功能外，还有512字节的 Flash Memory供用户使用，可存储数据100年。本机将设定好的工作状态和其他数据存入其中，上电后直接从中调出原始设定工作状态等工作数据，掉电后不需重新设定，给实际使用带来很大的方便。ICL 232是单5V供电的RS－232C通信接口芯片，通过外接电容和内部电路提供电平转换所需的电源。用来完成TTL和RS－232之间的电平变换。
信号中断报警电路由同步信号分离专用电路LM1881和单稳触发器构成，单稳触发器由分离的行同步信号触发。单稳触发器的翻转周期为行周期的1．5倍即1．5×64 μs=96 μs。这样只要同步信号存在，单稳触发器的输出就一直为高电平，单片机通过检测单稳触发器的输出就可确定信号的有无。一旦检测到信号中断，即启动报警电路，并记录中断时间。
4 切换开关的控制方式
GVG Performer10×1视音频切换器是美国GVG公司的产品，有多种通讯协议可供选择，用户在机内用拨盘开关设定即可。本控制器选用Performer ASCII Protocol RS－232方式，数据格式为：1位起始位、8位数据位、1位停止位、无奇偶校验位，波特率为9600波特。控制命令的格式如下：其中=。是Performer 10×1开关的地址。是命令串字节长度计数、是切换的层数、分别是切换的源和目的。单片机根据工作状态的设定发出相应的控制命令，控制GVG Performer 10×1视音频切换器进行相应的切换。
下面是一个切换命令举例：设本机地址为00、切换所有层、将源5切到输出1上，则命令如下：00 07 OD 00 05 01，由于Performer 10×1开关输出只有一条母线，所以始终为01。
本机控制程序的框图如图3。
图3
5 结束语
多路视音频信号自动巡回监视控制器配合相应的切换设备可用于电视系统、楼宇监控系统和电视会议系统的信号自动巡回检测，具有较大的使用价值。
摘自 中国CATV
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