基于RS232接口实现多路PIP同屏显示

朱 彧，赵哲懿，张 勇

(山西大众电子信息产业集团有限公司，山西 太原 030024)

0 引言

随着信息量的增多，单视频信号的视频监控已经不能满足用户的需求，用户越来越趋向于使用多视频信号输入的多路视频监控系统。将VGA信号、多路视频信号在同一屏幕上进行显示已经在显示屏控制卡上初步实现。要控制多路视频信号同屏显示实现多路PIP功能，需要控制多路显示屏控制卡的RS232接口，本文介绍了控制多路显示屏控制卡的RS232接口的软硬件设计。

1 多路RS232控制简介

本文硬件电路简称串口控制板，串口控制板主RS232接口转换为RS422接口与上位机串行接口相连，RS232控制板4个子RS232接口分别与4路显示屏控制板RS232接口相连。视频信号送入显示屏控制卡，RS232主串口接收上位机信号，判断显示和关闭哪一路视频信号，通过子RS232接口来控制相应显示屏控制卡的PIP功能。

2 硬件设计

2.1 器件选型

晶振：11.0592MHz，89C4051串口与上位机串口进行通信的波特率为1200，SM89516A与显示屏控制卡的RS232接口进行通信的波特率为115200，根据波特率计算公式计算出选择11.0592MHz频率的晶振，波特率误差值为0。

SM89516A:8052内核，控制显示屏控制板的RS232接口，根据显示屏控制板的RS232接口协议，将控制命令发送给相应显示屏控制板的RS232接口，显示屏控制板的RS232接口的固定波特率为115200，普通51系列单片机达不到如此高的波特率，SM89516A具有8052内核，T2计时器可以装载16位计数初值，可以达到高于115200的波特率，固选用该芯片。

AT89C4051:与上位机进行通信，判断要控制哪一路显示屏控制板的RS232接口，并通知SM89516A控制相应的RS232接口。

CD4066:4路控制开关，接通或断开要控制的RS232接口，控制端接到P0口的相应管脚上，每个CD4066的4路信号端分别接2路RS232的TX、RX，用2个CD4066控制4路RS232接口，打开相应2路控制RS232的控制端，关闭其他控制端就可以控制相应的RS232接口。

MAX488:负责89C4051和上位机RS422接口间的电平转换。

MAX238、MAX232:TTL电平和RS232电平之间的转换。

2.2 工作原理

首先把上位机RS422接口传过来的信号，经过电平转换(MAX488把RS422电平转换为TTL电平)发送给AT89C4051。

AT89C4051将接收到的控制命令进行解码，通过P0口的相应管脚控制SM89516A的P2口的相应管脚。

SM89516A通过读取P2口相应管脚的状态来判断需要控制哪个显示屏控制卡的PIP。

SM89516A置位P0口的相应管脚，打开和关闭CD4066相应的控制开关，将控制命令通过UART接口从打开的控制开关通路上发送出去，并经MAX238将TTL电平转换为RS232电平后将控制命令传给相应的显示屏控制卡的RS232接口。

图1 硬件框图

3 软件设计

初始化AT89C4051包括：寄存器初始化、中断向量初始化、管脚初始化，缓冲区初始化(上位机发过来的控制命令经解码后存入缓冲区)。

串口接收中断：接收上位机的控制命令，并对控制命令进行解码，解码后的数据为要控制的第几路显示屏控制板的RS232接口控制字，并将解码后的数据存入缓冲区。

控制P0口：AT89C4051初始化完后，判断缓冲区内的数据是否有变化，没有变化进入下次判断，如果有变化，根据变化将P0口相应管脚置高(打开相应显示屏控制板PIP)或置低(关闭相应显示屏控制板PIP)。

初始化SM89516A：寄存器初始化，管脚初始化。

管脚判断：判断P2.4-P2.7是否有变化，SM89516A的P2口相应管脚与AT89C4051的P0口相应管脚相连，当AT89C4051的相应管脚电位变化时，SM89516A的P2口相应管脚也跟着变化。如果没有变化进入下一次判断，如果有变化，根据显示屏控制卡RS232协议生成控制指令。

控制CD4066:打开CD4066的两个控制端，使一路RS232接通，关闭其他的CD4066控制端，使其他3路RS232关闭。

发送控制指令：根据显示屏控制卡RS232协议生成控制指令通过串口发送出去，显示屏控制卡RS232接口会返回相应的报文，如果SM89516A接收到返回的报文代表通信成功，电路中相应的指示灯会闪烁；否则代表通信不成功，指示灯不闪烁。以改变指示灯状态来显示电路的工作情况，增强了人机交互能力，便于使用者了解电路的工作状态。

图2 SM89516A软件流程图

4 结束语

本文介绍了与多路显示屏控制卡RS232接口进行通信电路软硬件设计，使用本电路现有串口资源可以简单控制显示屏PIP的开关。以本设计为思路，选用双串口单片机代用SM89516A或以本硬件电路为基础使用单片机I/O口模拟串口通信，可以向显示屏控制卡RS232接口传输更为丰富的控制命令，实现显示屏控制卡的多样化控制。