显示控制电路（共9篇）
显示控制电路 篇1
引 言
近眼显示装置( Near Eye Display,NED) 通过微型图像源( Image Soure) 将视频电信号转换成光信号,经过光学系统后得到一个放大的虚像,供人们观看。NED在可穿戴计算,虚拟现实,航空飞行,医疗助残等领域有着深入而广泛的应用。由于近眼显示装置要求图像源具有重量轻,体积小,功耗低,大视角,高分辨率等特点,因此主要采用硅基微显示器来实现。现阶段硅基微显示器件主要包括透射式硅基液晶、反射式硅基液晶( LCo S) 、高温多晶硅液晶( HTPS-LCD) ,硅基OLED( OLEDo S) 三种。它们都是成熟的硅工艺与LCD技术或OLED技术相结合,集成度高,但又各有优缺点。透射式LCo S硅基液晶采用透射式底背光,亮度可调,光路结构紧凑,可靠性高,但对比度低,视角窄; 高温多晶硅液晶具有透射式LCo S硅基液晶的优点,且对此度更高; 反射式LCo S硅基液晶集成度高,TFT不在显示面,开口率高,但需要特殊的光学元件来提供外界光源,体积不易做小,会增加近眼显示装置的体积、重量; 硅基OLED采用主动发光器件,光源利用率高、视角大、响应快、低温可正常发光显示、功耗低,但亮度提高困难。
本文介绍一种基于MICROOLED公司OLED微显示器的近眼显示器图像源,重点研究其驱动控制和亮度调节方式。
1 图像源系统框图
近眼显示器图像源电路主要包含OLEDo S微显示器和显示接口控制电路两个部分。微显示器是图像源系统的核心部分,在显示器上集成了OLED像素矩阵和相应的驱动电路和控制电路。
接口控制电路的主要功能是完成控制处理电路和微显示器之间的有效衔接,提供微显示器显示时所需要的视频数据信号,时钟和行场同步控制等驱动信号。显示接口主要模块包括: DVI视频解码电路、FPGA控制电路和电源模块。其系统结构方框图如图1所示。
2 OLEDoS 微显示器
OLEDo S微显示器是属于有源有机发光二极管( AM-OLED) 中的一种。它将OLED和显示驱动电路整合在一起,在同一个芯片上集成了像素有源矩阵、控制电路、相关的显示驱动电路、接口电路和其他的功能部件,能够完成多种功能,实现了器件的多功能化和小型化,有效的降低了系统的功耗、面积。
本图像源采用的OLEDo S型号为MDP02BP[1],是法国MICROOLED公司研制的一款具有高亮度和高对比度的微显示器。分辨率1280×1024,对角线0. 61吋。采用10 bit、四路视频信号输入,单色绿显示,像素量达5. 4 M,内嵌EEPROM,可对视频信号进行调节以达到优质的图像效果。可用于医疗、军事显示应用。
OLEDoS微显示器内部包含一个10位DAC以及一个同步的10位计数器,视频数据以数字形式输入到水平移位寄存器内,与10位计数器进行比较,产生列控制信号,选择与之对应的电压信号进行采样,然后通过采样保持电路输入到像素阵列,以调节驱动OLED的电流范围。同时内置了EEPROM,通过I2C接口,可以实现对视频信号进行补偿调整、对显示器进行温度检测等功能。
3 DVI 视频解码电路
DVI视频解码电路用于解码外部输入的DVI信号。图像源接收符合VESA标准的1280×1024@60Hz DVI单路视频信号,通过专用解码芯片将DVI信号转换成TTL电平的数字信号,传输给FPGA进行后续处理。本系统选用Silicon Image公司的具有集成均衡器的DVI解码器Si I1161,均衡系数可通过片上I2C接口编程,能够满足DVI信号因长距离传输或恶劣电磁环境下造成信号畸变时仍能保持稳定显示的要求。
4 FPGA 控制器
采用Altera公司的Cyclone Ⅲ FPGA作为主控芯片,型号为EP3C25U256I7N[2],它拥有丰富的逻辑单元和内部存储器。由它构成的SOPC( System On Programmable Chip) 作为逻辑控制电路具有高度的设计灵活性和弹性。
在图像源中,FPGA完成显示控制,通过多种接口对整个电路系统的电源、工作环境温度等进行控制管理,完成对DVI解码器内的均衡器设置,对OLEDoS的相关寄存器进行配置等功能。显示控制实现包括生成内部测试信号,外部视频信号检测与视频切换,视频信号处理及Gamma校正,时序控制等; 系统管理用来设置四路输入视频信号的通断,从而调节显示亮度。
4. 1 内部测试信号发生器
利用FPGA的逻辑单元产生符合VESA标准的60 Hz,UXGA测试视频信号,视频图像为从左到右的灰阶条。
4. 2 外部视频信号检测与视频切换
检测从Si I1161来的数字视频的时序信号,根据计数点时钟频率和行时钟频率来判断外部视频是否为60Hz UXGA格式的标准视频信号,检测的结果与SiI1161的同步侦测信号SCDT相“与”,作为外部视频有效标记。根据外部视频有效标记,切换外部数字视频和内部测试视频。使系统在无有效的外部视频信号时能够显示内部产生的灰阶条。
4. 3 视频信号处理及 Gamma 校正
外部视频信号为一路8bit数据,OLEDo S的输入视频信号为四路10bit数据。两者之间需要作适当的变换。通过可编程的查找表( LUT) 来作视频数据变换,LUT的地址是输入8bit视频数据,输出数据是10bit的经过校正的视频数据。LUT是一个双端口存储器,FPGA内的Nios Ⅱ软核可以对其进行实时更新。这样通过对LUT的各个地址x及地址中的数据f( x) 进行设置,来完成Gamma校正。
Gamma校正公式: f( x) = 1023X( x /255)r
x为输入8 bit视频,f( x) 为输出10 bit视频,r为Gamma值。
4. 4 时序控制电路( TCON)
TCON电路的基 本功能是 提供微显 示器MDP02BP所需的控制时序信号。由于符合VESA标准的视频信号无法直接驱动MDP02BP,因此要利用FPGA将符合VESA标准的1280×1024分辨率的视频时序信号进行处理和变换。电路图如图3所示。以满足MDP02BP的如图4所示的时序要求。
5 电源模块
电源模块将输入的12 V电源,转换成系统所需要的各种电压。主要分为两个部分的电压转换电路: 屏驱动电压( 驱动芯片控制电路工作电压VDD,芯片像素阵列供电电压VDDA、OLED共阴极电压VCOM) 和FPGA供电电压电路。其中VCOM电压是设定OLED面板的共阴极电压,一般而言是个直流负电压,可设计成可调整的VCOM以满足面板亮度特性。
6 OLED 的亮度调整
OLED调亮技术主要可以分为四种: 电压编程调亮,灰阶变换调亮,面积比例调亮与时间比例调亮。其中,电压编程调亮是通过调节VCOM阴极驱动电压来实现,调节幅度较大,是调亮的主要手段。灰阶变换是将输入的8 bit灰阶信号加上4级亮度值变换成10 bit的OLEDoS输入信号,从而达到灰阶调亮的目的。面积比例调亮是用亚像素的亮灭进行空间亮度调节。时间比例调亮是以像素亮灭配合帧频变换的方式对显示亮度进行变换调节。将多种调亮方式综合,可以更好的实现OLED的调亮。调亮比可达30000∶1。
6. 1 电压编程调亮
如图5所示,VCOM共阴极电压越大,OLEDo S亮度值越大。在电路中可以通过调整VCOM电压值,达到改变显示屏亮度值的效果。在实际电路设计中选用TPS63700[3]+ DAC8311[4]+ ADG884[5]芯片组合产生可调VCOM电压。其中TPS63700是反相的DC-DC转换器,2. 7 V至5. 5 V的电压输入,输出负压最大到 - 15 V电压,总效率高达84% ,封装仅为3 mm×3 mm。DAC8311是14 bit单通道、低功耗、高线性度的DAC转换芯片,通过工作频率高达50 MHz的三线式SPI串行总线接口编程,可输出0 ~ 5 V的模拟电压。FPGA内的NIOS Ⅱ软核通过SPI接口设定DAC8311的输出电压,从而改变阴极电压VCATH。为了减轻阴极电压大幅度变化而引起的OLED颜色的变化,通过PWM-EN控制二选一IC芯片ADG884,将VCATH电压转换成脉冲电压VCATH-OUT。具体电路参见图6。值得注意的是VCOM电压不能无限加大,否则会对OLEDo S寿命造成损耗。
6. 2 灰阶变换调亮
DVI解码芯片Si I161输出8 bit视频信号,而OLEDo S输入为10 bit视频信号。FPGA的视频信号处理模块需对视频信号进行算法处理,增加2 bit调整位。从而实现视频信号的灰阶变换调亮。
图7为OLEDo S数据处理示意图,输入8 Bit视频数据,经过查找表调整,输出10 Bit图像数据。两种图像数据的灰阶数差距为22倍,即4倍的灰阶数差异。将2 bit亮度数据融合到8 bit视频数据中,在不牺牲可显示的灰阶数的情况下,使调亮等级增加4倍。
6. 3 面积比例调亮
MDP02BP微显示屏每个像素单元中包含了上下左右2×2个亚像素点。4个亚像素点均可独立驱动。在屏显示驱动电路中,每个像素时钟内,图像数据以像素单元为单位,4个亚像素点同步传输。对于单色MDP02BP,四个亚像素点亮度等级一致,独立驱动每个亚像素点的显示或者关闭,即可实现4个不同的亮度等级。如图8所示。
7 图像源的主要性能指标
我们对OLEDoS图像源的显示性能指标进行了测试分析,测试结果如表1所示。目前像源的最高亮度可以达到8 200 cd /m2,在此亮度下的对比度为310: 1,功耗为1. 2 W。同时作为对比,给出了目前常用的LCD像源的性能指标。与LCD相比,OLEDoS像源的亮度还有一些差距,但是具有极低的功耗,符合近眼显示对低功耗的要求。
作为近眼显示应用,像源的视角特性是一个重要的考察指标,我们进一步测试了OLED像源在不同视角下的对比度情况,性能如图9所示,像源在上下和左右各60°的范围变化时,对比度从320∶1降低到300∶1,基本没有变化,展示了较好的一致性。相同测试条件下LCD像源对比度从330∶1降低到10∶1左右,视角展示了较大的变化,如图9所示。同时在±15度时,对比度只有150∶1左右,此时的对比度已经严重影响显示效果。
8 结 论
利用MICROOLED公司OLED微显示器件,采用本文介绍驱动控制电路开发了一款适用于近眼显示的图像源。产品图片如图10。通过对OLED图像源性能测试分析,与LCD像源相比,其具有更好的视角特性,在±60°的视角范围内,其对比度保持在300∶1以上,且具有功耗更低,自发光,快速响应,低温下无需加热的优点。表明其主要性能满足近眼显示系统对像源要求。
显示控制电路 篇2
●1.300V电源有短路现象
首先检查保险丝是否断开，如果保险丝已烧爆或烧黑，一般是300V直流电源有短路现象，这时不要轻易更换保险丝，应查出短路的地方。着重应检查电源开关管(电源板上个头最大的管子)是否已被击穿，300V整流二极管及300V滤波电容是否已损坏。
●2.启动电路有问题
如果保险丝没有烧断，这时应查一下电源启动电路。可用万用表直流10V档的内阻(如表头标有200K/V，则内阻为200K)，一表笔接300V正端，另一表笔接开关管的B极，这时如果电源吱的一声振荡起来，则为启动电路有问题。一般启动电阻为几百K，容易变质。可用一只200K电阻，一端接在300V正端，另一端接在开关管B极，故障即可排除。
●3.负载短路
开机一瞬间能听到咕的一声，然后什么都没有了，这时一般是负载有短路。但有些电源在负载严重短路时，连咕声都没有，电源根本无法起振，
负载有短路时，可断电后用万用表1档，黑表笔接整流二极管正端，红表笔接地，测电阻，如果某一路测得的电阻很小，则说明该路有短路，这样很快能查出故障所在地方。值得注意的是显示器的灯丝由电源8V电压提供，测该路电阻时表现为短路。另外，高压包短路时可断开行管C极，如果电压恢复正常，说明高压包有局部短路。
●4.稳压负反馈电路有问题
稳压负反馈电路有问题，也会引起电源不振荡。稳压电路一般采用光电耦合器，根据电源变压器次级电压的大小来控制初级电压的振荡情况。如果断开光电耦合，电源马上振荡起来，说明故障在次级取样电路或光电耦合器本身。如果仍不能启动，则断开靠近开关管的中功率管的C极，如电源能振荡，则故障在电源初级或光电耦合器。值得注意的是，上述试验会引起高压，所以应事先断开行输出支路，加100W的白炽灯作假负载，通电试验过程控制在3～5秒钟之内，以免高压引起新的故障。
显示控制电路 篇3
二次电源电路原理
实达5GIr显示器是具有节能、多频扫描的显示器。其行频随着分辨率的升高而生高。为了确保行幅以及行输出变压器产生的电压保持不变，必须使行输出供电电压随着行频升高而升高。反之在行频下降引起Ts增大时，需要降低行输出电压的供电电压。
实达5GIr显示器的二次电源由储能电感L906、场效应管Q968、二级管D933等元件组成，其输出端电压的大小受行频脉冲的控制，在不同行频条件下为行输出管Q402提供不同的供电电压以实现多频扫描的目的。12V电源电压加到IC302第9脚后，IC302内的行场振荡开始工作，其6脚输出与行频同步的激励电压，当6脚为低电平时Q313截止，Q315导通，进而使Q968导通。当6脚为高电平脉冲电压时，Q314导通，Q968截止，在Q968导通期间，电感L906存储能量。Q968截止期间，L906感应的上正、下负的脉冲电压与65V直流电压叠加后，经D933整流，在滤波电容C946两端产生与行频成反比的供电电压，通过行输出变压器的初级绕组2--1，为行输出管Q402供电。该电路二次电源稳压取样由：
（1）行输出变压器6端输出的脉冲电压经二级管D311整流，再经电位器VR311及电阻R325组成取样电路进行电压取样，送至IC302第5脚。
（2）由C947、R960，通过对行供电电压高低的检测取样，也送至IC302第5脚。IC302根据第5脚的取样信号直接去控制其内部的开关振荡脉冲信号的宽度，再经过放大后，由6脚输出至推动电路，去调节场效应管Q968导通时间的长短，因而改变了电感L906的感应电动势的大小，进而达到了调节稳压目的。
行输出电路原理
显示控制电路 篇4
1 目前存在的电量显示方法
电量显示的目的在于告诉用户移动电源的可用性[6],个别移动电源一般只搭配一个显示灯,在电池充满之后熄灭。但随着移动电源电池容量越来越大,多数情况下人们等待不了过长的时间,多会在移动电源电池未充满时就会拔掉充电电源使用,显然利用一个显示灯不能满足这种需求,若灯越多细分的越精确,但这又会增加系统的功耗与体积,而且过度精确的细分并不需要。目前应用较多的有两个灯显示到4个灯显示不等,不同的显示状态对应不同的电池电压或是储存能量占电池额定能量的百分比,且一般会使用不同颜色的LED灯管。值得注意的是现在的显示方法大多均集成了系统异常指示,比如当系统发生过温过压输出短路时就触发异常的显示状态,用户据此可及时采取措施或者终止操作,避免危险的发生。
2 本文设计的电量显示电路
2.1 显示状态设计
本文采用4个LED灯显示,具体的显示状态如表1和表2所示。
为了避免在电池电压低于Boost欠压锁定阈值充电时出现LED无法显示的问题,在充电时从Charger模块引入一路电流到LED1。因此LED1闪烁的状态是亮度明暗周期性变化,而LED2和LED3闪烁的状态是亮灭周期性变化。文中在同一个灯充电时的翻转点与放电时的翻转点之间加入迟滞。另外,当Charger系统或Boost系统工作时,若发生过温、过压、过流、输出短路等异常时,4个灯将开始同时闪烁,指示用户系统工作异常。根据以上要求,首先给出所设计的控制框图,之后给出各部分的具体电路图。
2.2 显示控制电路框架规划
如图1所示,首先在电路中加入VBAT到地的一路分压电阻,形成4个分压比divide1~divide4,其分压比比值依次减小。针对分压电路文中加入Charge信号控制,通过是否短路一部分电阻从而在充电与放电时形成不同的分压比,用以产生充电与放电时对应显示转换点之间的迟滞。电路中引入4个比较器,比较器的负相端接Boost部分产生的基准Vref,正相端接divide1~divide4,充电时电池电压从低到高,其分压输出从低到高,divide1~divide4会分别达到该基准电压,4个比较器依次翻转,L1,L2,L3和L4依次翻低,对应4个不同的显示状态转换点。放电时电池电压降低,4个比较器依次翻转,L4,L3,L2和L1依次翻转高,最后Boost系统进入欠压锁定状态,UVLO信号为高。L3,L2,L《》1,UVLO信号的翻转对应着显示状态的4个转换点。Charge与Discharge用以在充放电时形成不同的控制信号,Fault信号为前述系统异常指示信号,在Charger部分与Boost部分出现异常时起作用。T1与T2为由振荡器输出信号经过整形分频之后输出的时钟信号,用以控制电路在正常工作时与出现异常时LED1~LED4闪烁时的不同闪烁周期。LED1~LED4为输出外接发光二极灯管。MP1~MP4为镜像管,确定了流过LED的电流大小。MP5~MP12为开关管,受逻辑模块输出的控制信号K1~K8的控制,实现对电量显示状态的控制。需要注意的是由于LED的电流要比较大,同时为了保证在较低电压下LED1~LED4输出端的电压均可达到发光二极管中的PN结的导通电压,因此此处二极管尺寸都要给的比较大以承受更大的电流同时降低自身的过驱动电压[7]。如前所述可看出,当充电信号有效(Discharge为低)时Charger的电源VIN会向LED1送入一路电流使得只要是充电状态,LED1一直保持点亮。
2.3 子模块具体电路实现
图2中左半部分给出了分压电路的示意图,设充电时的翻转点为VCi(i=1,2,3,4),放电时的翻转点为VDi(i=1,2,3,4)则有
其中,Vref为Boost模块产生的输入比较器的基准,Rdson为M1导通时的等效电阻。理想上希望M1导通时是一个短路的状态,因此必须将Rdson降得尽可能小,从直观上讲就是要给M1更大的尺寸。同时因为此串分压电阻始终导通,故为了减低功耗,此处电阻的阻值应尽可能大,但同时还应考虑到版图面积与大电阻引入的寄生效应的影响[8]。
图2中右半部分给出了所使用的比较器电路图。采用普通的两级比较器,当分压比divide N(N=1,2,3,4)高于基准电压Vref时比较器输出LN翻转为低,fault信号作为使能信号,系统发生异常时,fault信号为高,4个比较器的输出L1~L4全部为低。此处需要注意的是,为保证实际显示的状态转换点接近理论设计值,需要将比较器的失调降低到尽可能小,首先输入对管M3和M4应当选取较大的尺寸,在版图中应采用匹配画法[9],其次就是M1与M2的尺寸的设置,若M5,M6和M7采用相同的尺寸,则M1的尺寸应当是M2的2倍。若M5和M6采用相同的尺寸,M7的尺寸是其2倍,则应当选取M1与M2尺寸一致。同时M5,M6和M7应当选取长沟道器件,以减弱沟道长度调制效应引入的误差[10]。因电池电压的上升是一个缓慢变化的过程,且又会携带噪声引入的波动,为此文中给比较器的输出加入一个施密特触发器,引入滞回,防止LN的反复翻转。之所以不使用迟滞比较器架构的原因是要达到效果,则迟滞量应较大,分压比较大的迟滞量反映到VBAT电压上就会过大,远超过设计的50 m V迟滞。此外,在版图的设计中应当选取分压电阻的地与Boost基准的地选取同一个地线,且其走线应尽可能的短。
图3给出了逻辑控制电路图。如图中所示,T1和T2为振荡器输出经过分频后的时钟信号,其占空比均为50%。电路正常工作且处于充电状态时,Discharge信号为低,fault信号为低。T3为与T1频率相同相位相反的信号,T4恒为低。Boost系统脱离UVLO状态以后,UVLO信号翻转为低,K1为低,而此时在L1翻转为低之前,K2为与T3同频率的信号,此时LED1便按照K3的变化闪烁,同时L1为高,K3为高,LED2支路关断。直到L1翻转为低,此时K2恒定为低,LED1开始常亮,L1翻转为低,K3为低,LED2便开始以与T3相同的频率开始闪烁,直到L2翻转为低,LED2常亮,后续分析同理。电路正常工作且处于放电状态时,设此时电池电压为充满后的电压,Discharge信号为高,T3和T4均恒定为低。因此K2,K4,K6和K8恒定为低,当电池电压高于3.75 V时,L3为低,K7为低,故LED4常亮。当电池电压低于3.75时,L3翻转为高,K7为高,LED4熄灭。其余转换过程同理,直到电池电压低于欠压闭锁门限,UVLO信号为高,LED1熄灭。无论充电或是放电当系统发生异常时,fault信号为高,T3为高,T4为与T2变化同步的信号,此时因L1~L4全部为低,K2,K4,K6和K8全部为低,于是K1,K3,K5和K7便跟随T4的时钟周期进行闪烁,因此便出现系统工作异常时4个灯全部闪烁的情况。
3 仿真结果
选取VBAT从2.85 V匀速上升到4.2 V后再匀速下降到2.85 V,观察LED1~LED4端口电压的变化情况。仿真结果如图4所示,可看到LED1~LED4在充电时都是先后从闪烁到常亮,放电时均先后是从常亮到熄灭,仿真结果符合设计预期。设置VBAT=3.8 V,fault=3.8 V,仿真系统出现异常时的显示状态,仿真结果如图5所示,LED1~LED4均是以相同的间隔闪烁,符合设计要求。需要说明的是,为了便于仿真,此处等倍数的缩小了时钟信号的时间长度,同时仿真时未加入Charger的电源VIN向LED1注入的那一路电流。
4 结束语
设计了一种应用于移动电源的电量显示控制电路,采用4个LED灯显示,符合目前最流行的显示方式,可使用户方便的了解电池电量的存储情况。同时当系统工作异常时,4个灯同时闪烁提醒用户采取措施,该设计具有一定的实用参考价值。
摘要：针对便携式移动电源在充放电时的电量显示控制问题,文中基于常用的电池电量显示标准,设计了一种控制移动电源在充电与放电时电量显示状态的电路,该电路将电池的分压与芯片中升压模块的基准输入比较器比较,结合时钟信号进行逻辑控制,将电量显示分为多个阶段,采用4个LED显示。同时当芯片其他模块工作异常时,引入状态异常指示,提醒用户采取措施。采用TSMC0.35μm工艺,在Cadance平台Spectre环境下进行仿真,仿真结果证明设计达到了预期效果。
关键词：电量显示控制,充放电,电路异常指示
参考文献
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显示控制电路 篇5
本电路由5 5 5定时电路、7 4 L S 1 6 0计数器、CD4511七段译码器、七段数码显示器构成。各元件功能及流程如下：
555电路产生矩形波→74LS160十进制计数→CD4511七段译码和数码管驱动→七段数码显示器显示数字。
一、555定时电路
本制作中的555电路主要用来产生矩形波信号给74LS160提供计时脉冲。其实际电路如图1所示。实测输出端波形图如图2所示。其中输出端的脉冲频率可以通过调节50kΩ滑动变阻器加以改变。
二、74LS160电路
74LS160为可预置数码的十进制计数器。电路有清零、预置数码、十进制计数及保持原态四种功能。其功能表如表1所示。
本电路只需应用到加法器的功能。为此设计单元电路如图3示。
用探针测试，74LS160的四个输出端依次输出二进制码0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001十个状态。且在完成一次计数后，Rco输出一个正跳变(↑)进位脉冲。其波形图如图4所示。
三、CD4511和七段显示电路
本电路采用B C D七段译码/驱动器C D 4 5 1 1。CD4511以反向器作为输出级，通常用以驱动LED或荧光数码管。具有锁存、译码、消隐、灯测试四种功能。其功能表如表2所示。
本电路只采用译码的功能。为此设计电路如图5所示。分别在CD4511的输入端输入不同的二进制编码，则在七段数码显示管上显示相应的十进制数。图5中输入“3”的二进制编码“0011” (A0、A1高电平，A2、A3低电平) ，数码显示管显示十进制“3”。电路符合设计要求。
四、电路总图
把上述各分电路联系起来，可以设计出完整的电路如图6所示。
五、PCB板图
显示控制电路 篇6
VGA (视频图形阵列)是IBM于1987年提出的图形显示标准,虽然早已不是先进的显示标准,但由于其技术和工艺成熟、成本低廉等优势,目前仍有着广泛的应用。
现有基于FPGA的VGA显示系统需要显示字符,尤其是汉字时,通常方法是首先获取所用字符的字模,加入到HDL或C代码中调用。这种方法过程繁琐,且系统通用性不强。本设计以任意字符显示为特点,通过实时读取点阵字库实现字符显示,对存储空间利用率高,且灵活性好,便于进行二次开发。
1 系统硬件设计
本设计使用的是基于EP2C35F672C6的DE2开发板。在SOPC Builder中,将系统命名为system_0,目标板设定为预定义过的“DE2_Board”,加入NIOSⅡ/s软核处理器,在时钟列表中添加50MHz的外部时钟,在组件列表中添加所需组件,如图1所示。
图1 SOPC系统组件
由于本设计的NiosⅡ程序及所使用的字库需要存储在Flash中,因此添加了CFI Flash控制器以及三态Avalon总线,EPCS控制器用于存放FPGA配置信息。LED及JTAG UART组件用于调试中状态反馈,按钮和开关组件用于人机交互,SDRAM组件是本系统的运行内存,最后是VGA显示IP核。
本设计中所用VGA显示IP核符合Avalon总线规范,实现的功能为单色显示,即前景色和背景色各为预先指定的一种颜色,系统启动时核内显存读入一幅单色图像作为初始显示画面。编程时分别以VGA_Set_Pixel或VGA_Clr_Pixel指令将某一像素置为前景色或背景色。此IP核的结构原理如图2所示。
在整个工程的顶层文件中例化生成的system_0模块,用锁相环模块产生VGA所需的25MHz时钟信号并作为VGA模块iCLK25信号输入。由于SOPC的_CPURESET信号只能锁定在实际器件中的按钮上作_为输入,而DE2开发上的4个按钮在后面的实例都需要用到,因此在顶层文件中将CPU_RESET信号直接置1。system_0的其他的输入输出信号根据开发板的相应资源进行定义和管脚锁定。
本设计的FPGA配置信息(sof文件)写入EPCS器件中,NiosⅡ程序(elf文件)写入CFI Flash模块中,所用到的两个字库也写入CFI Flash中,字库起始偏移地址分别为0x80000和0x100000。
2 字符显示原理
调用点阵字库实现任意数字和汉字的实时显示是本设计的基本方法。本设计中分别采用ASC16和HZK16字库作为ASCII码和汉字的点阵字库,这两个字库最早在UCDOS系统中被使用。
ASC16字库含有256个ASCII码字符,每个ASCⅡ码字符均以16×8的点阵表示,点阵信息以行优先的方式存储,每个字符占用128个存储位(16字节),按照ASCII码的编码顺序存储,故一个字符的ASCII码值乘16就是它在ASC16字库中的偏移地址。
HZK16是依据GB2312编码存储的点阵字库,每个汉字用16×16的点阵表示,每个字符占用256个存储位(32字节),点阵信息同样以行优先方式存储。HZK16字库内汉字按照内码顺序存储,每个汉字的内码由两个字节组成,高位字节为区号,低字节为位号,两字节的范围均为0xA1～0xFE共94个取值。将汉字的两个字节分别减去0xAl,即可得到该汉字的区号和位号。设某个汉字编码的两个字节分别为0xMM和0xNN,则该汉字在HZK16字库中对应的偏移地址为:
OFFEST=[94×(0xMM-0xA1)+(0xNN-0xAl)]×32
定位了ASCII码字符或汉字在点阵字库中的位置后,读出其所对应的16字节或32字节数据,用按位与运算和左移运算对每个字节的8个位逐一测试,将测试结果为1的位的对应像素填充为前景色,否则将像素填充为背景色,实现设定字符的显示。
3 SOPC中相关函数的定义
根据上述原理,以C语言编写适用于上述SOPC的字符显示函数,并以NiosⅡHAL系统库为基础。
3.1 ASCII码字符显示函数showasc
_此函数用于在VGA输出画面的(x,y)坐标处显示单个ASCII码字符asc,主要代码如下:
3.2 汉字字符显示函数show＿hz
此函数用于在VGA输出画面的(x,y)坐标处显示单个汉字字符hz[2],主要代码如下:
3.3 字符串显示函数show＿str
此函数用于在VGA输出画面的(x,y)坐标处显示长度为len的字符串str,内容可以由ASCII码及汉字混合组成,其主要代码如下:
4 实例应用
基于以上的软硬件设计,这里以万年历作为其应用的一个实例。以往基于FPGA的万年历设计多使用LCD或七段数码管作为输出,显示基本的数字和符号尚可,但若要加入问候语、纪念日等中文信息则难于实现,基于本电路设计的万年历则可以解决这一问题。
从功能上划分,此万年历设计可分为3个模块:
(1)时间日期生成模块。此模块包含年月、日、星期、时、分、秒共7个变量的输出,每个变量都有各自的子模块,每个子模块都包含预置、计数、进位和显示的功能。其中星期的确定方法是计算当前日期与1990年1月1日(星期一)之间间隔的天数,将此天数对7取模并加1,即得到当前星期的数字。
系统启动时,首先将预置的初始时间日期传递给显示函数,由显示函数在预定位置分别显示7个数据,将数字加上0x30便得到其对应的ASCII码值,其中星期是将1～7的数字按星期一～星期日的汉字显示。
随后进入系统的主循环,以1秒钟为循环间隔,当前级数字到达最大值时向下一级数字进位。其中日进位时需判断月份类型(大月、小月或2月),当前月为2月时还需判断年份类型(是否闰年),以确定日的进位数值。其他数字的进位值是固定的,其中年的范围设定为1990～2099。
(2)时间日期调整模块。除星期外,其他6个数字均可被调整。时间和日期的调整需要用到开发板上的4个按钮,对应功能分别为切换日期/时间(KEY0)、在年月日和时分秒间切换(KEY3)、数字减(KEY1)和数字加(KEY2)。用两个变量pos与dot表示当前的活动数字,其对应关系如表1所示。
在程序上,此模块由按下按钮所触发的中断服务函数实现。按钮按下时产生下降沿,读取边沿捕获寄存器的值即可判断哪一按钮被按下。按下KEY0或KEY3时,当前活动数字发生改变;按下KEY1或KEY2时,根据当前活动数字的不同进入6个分支,以各自数字的进位规则得到调整后的数字。
为了显示直观,在当前被调整的数字下方有实心原点作为指示标志,此圆点以ASCII码字符0x07表示。
(3)其他信息显示模块。此模块的作用是在未被时间日期信息占用的区域显示自定义的信息,如不同时刻的问候语、纪念日信息等。除了使用字符显示的方法外,还可对VGA输出的初始画面进行定制,如加入自定义的图案标志等。此外,由于所用到两个字库均为单一字体,其他特殊字体的文字也可以加入到此初始图像中进行显示。
5 测试与评价
将以上万年历实例设计下载到DE2开发板上运行,经测试,实现了所有预定功能,ASCII码字符及汉字字符显示正确,计时稳定、准确。运行时的一个画面如图3所示。
本电路采用基于Altera NiosⅡ的SOPC平台,实现了通用字符VGA显示的功能,设计上灵活高效,系统资源利用度高。以本设计的通用平台为基础加以开发,可应用于诸多需要实时信息显示的场合。
参考文献
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[2]Altera Corporation.SOPC Builder User Guide (ver 1.0)[R].2010.
[3]Altera Corporation.NiosⅡSoftware Developer's Handbook(ver 11.0)[R].2011.
[4]Altera Corporation.DE2 Development and Education Board User Manual(ver 1.4)[R].2006.
[5]王刚,张潋.基于FPGA的SOPC嵌入式系统设计与典型案例[M].北京:电子工业出版社,2009.
显示控制电路 篇7
1 MAX7219与单片机的连接
MAX7219与MCS-51单片机连接时可根据具体的系统要求和系统资源占用情况选用2种驱动方式:串行口移位驱动M A X 7 2 1 9或I/O口模拟三线协议时序驱动M A X 7 2 1 9。通常单片机系统的串口要用作其他用途,比如和上位机联机通信等。故本系统利用单片机的I/O口来模拟MAX7219的时序,应用电路如图1所示。其中,P2.0作串行数据输出,连接到DIN端,P2.1和P2.2连接至CLK和LOAD,通过程序分别模拟MAX7219的时钟脉冲CLK及数据加载LOAD信号。ISET管脚接10kΩ电阻用于限定峰值段电流。
本系统的设计中,只需要5个LED,所以DIG5~DIG7未用悬空。显示电路中,所有LED显示器的同名段(a~f,dp)连接在一起并与MAX7219的同名段引脚(SA~SG,SDP)相连,各LED显示器的共阴极分别与MAX7219的相应字引脚(DIG0~DIG4)相连,以实现位选,当MAX7219扫描电路选通某字时,相应引脚D I G×为低电平。显示数据串行输入MAX7219,移位存入数字寄存器,片内多路扫描电路顺序扫描,分时选通各字,被选通字的引脚置为低电平,L E D发光显示数字,未选通的字引脚保持高电平。
系统设计中,应用M A X 7 2 1 9芯片时需要注意如下几个关键问题:
(1)3根信号线。
在强干扰环境中,如大功率电机的启停或高压发生过程中,干扰源可能通过供电电源或3根信号线串入显示电路,造成显示器的不稳定,从而出现段闪烁、显示不全、甚至全暗或全亮的现象。为此,可以通过在3根信号线上对地接入一个1000pF的瓷片电容来有效地滤除因为空间干扰而引起的尖脉冲。
(2)亮度控制电阻。
M A X 7 2 1 9可以根据亮度寄存器的数据,由软件来调节亮度。还可通过硬件来调节,即通过参考电压V+和ISET引脚之间所接的外部电阻RSET来控制亮度。通常来自驱动器的峰值电流为I S E T允许值的1 0 0倍,当RSET取最小值9.53kΩ时,段电流为37mA,显示亮度达到最大。
(3)工作电源。
为了防止微机系统电源及其干扰源对显示电路造成影响和避免R S E T太小而使峰值段电流增大(从而引起单片机系统的供电电压低于监控电压而使系统长期复位),同时为了给显示电路提供足够的电源功率,在实际设计中,对显示电路单独供电,并在MAX7219的电源(V+)与地(GND)之间并联一个0.1μF的去耦电容和一个1 0μF/5V的电解电容,以有效提高其工作可靠性。
进行电路板设计时,应尽可能使M A X 7 2 1 9芯片和所驱动的L E D显示器靠近主控芯片,以防止高频信号的干扰[3]。当MAX7219距离单片机距离很近时,可以不加去耦电容和电解电容。M A X 7 2 1 9所能直接驱动的是共阴极小电流LED显示器,不能直接驱动共阳极LED显示器,否则会损坏器件。
2 MAX7219软件编程
由于M A X 7 2 1 9的控制寄存器和显示寄存器均独立编址,显示程序实际上就是AT89S52在P2.2(LOAD),P2.1(CLK)时序的配合下不断通过P2.0(DIN)向MAX7219的相应控制寄存器和数据显示寄存器写入1 6位二进制数据包的过程。所以问题的关键在于编写一个通用的写入子程序,将数据内容从高位到低位在P2.1(CLK)的作用下依次移入移位寄存器,最后由P 2.2的上升沿(L O A D信号)锁存到相应的内部控制寄存器和数据显示寄存器中。
AT89S52向MAX7219写入数据的程序流程图如图2所示。程序主要分为功能初始化、接收及数据传送子程序3个部分。
初始化时,首先将MAX7219芯片的显示关掉,即给MAX7219芯片的0CH单元送00H;其次,对MAX7219芯片的每一显示位进行初始化,选择相应的显示方式(非译码方式或译码方式),即给译码方式寄存器送相应的数值;第三,对MAX7219芯片所驱动的数码管的显示电流进行初始化,选择相应的显示电流(即占空比),即给亮度寄存器送相应的数值;第四,对MAX7219芯片的驱动数码管数量进行初始化,限制显示位数,即给显示位数限制寄存器送相应的数值;第五,将所有的显示打开,即给MAX7219芯片的0CH单元送01H。这样就完成了整个初始化过程。
初始化后,系统便进入正常工作状态,等待输入。M A X 7 2 1 9内部寄存器可分为控制寄存器和显示寄存器,控制寄存器和显示寄存器的结构和数据读写方式相同,只是各自地址不同,这就使得控制寄存器的初始化和显示R A M的读写可使用同一个数据读写子程序。所以对MAX7219进行初始化和控制显示的操作方式可使用同一个程序。对MAX7219内部寄存器进行读写时,先使能MAX7219,根据操作时序,向MAX7219送出寄存器的地址,再送出相应的控制字或数据即可,每一位串行数据的输入输出时序都是相同的。
相应的程序设计如下:
主程序
ORG 0000H
MOV SP,#50H
LCALL MAX0;MAX7219初始化程序
LO0P:LCALL DISP;显示程序
SJMP LOOP重复
MAX7219初始化程序
MAX0::MOV A,#0BH;选择显示位数
MOV R2,#04HL;LED为5位(可根据显示位数确定)
LCALL YW
MOV A,#0AH;选择显示亮度
MOV R2,#0FH;根据亮度选择数据大小
LCALL YW
MOV A,#09H;选择模式
MOV R2,#0FFH;BCD译码方式
LCALL YW
MOV A,#0CH
MOV R2,#01H;选择正常工作
LCALL YW
RET
显示程序
DISD:MOV R0,#40H;显示缓冲区首地址
MOV Rl,#01H;MAX7219内RAM地址
MOV R3,#08H
LOOP1:MOV A,@R0
MOV R2,A
MOV A,Rl
LCALL YW
INC R0;修改缓冲区地址
INC R1;修改MAX7219内RAM地址
DJNZ R3,LOOPl
RET
YW:LCALL SEND;移入MAX7219 16位数据
MOV A,R2
LCALL SEND
CLR P2.2
N O P
N O P
SETB P2.2;装载数据
RET
SEND:MOV R4,#05H;移入5位数据
LOOP2:CLR P2.1
RLC A
MOV P2.0,C
N O P
N O P
N O P
SETB P2.1
DJNZ R4,LOOP2
RET
3 结语
MAX7219是高性能的LED显示驱动器,它的主要特点是占用主控芯片的I/O口线少(只要3根口线),可根据实际需要选择L E D个数,在软件上可控制L E D的亮度,编程灵活。即使把多片MAX7219级连使用(最多8片),L O A D和C L K公用,串行数据通过D O U T送入下一级,可以驱动更多的LED显示器,它们所占用的I/O口线还是3根,保持不变。这样,对于那些要求占用的I/O口线少,L E D显示位数多的显示设计特别适用。
参考文献
[1] MAXIM Corporation.Serially Interfaced,8Digit LED Display Drivers.MAX72l9/MAX7221.http://www.Maximic.com.cn/pdfserv/en/ds/MAX7219-MAX7221.pdf
[2] 宋春,向凤红.MAX7219在智能仪表中的级联应用[J].昆明理工大学学报,2001,26:29-31
显示控制电路 篇8
近年来, 液晶显示器作为显示器的主流产品已经完全取代了CRT显示器在PC应用领域的霸主地位, 成为各大品牌机以及兼容机首选的标配产品。如图1所示, 液晶显示器的内部电路由驱动板, 电源板, 高压板 (背光板) , 液晶屏等几个部分组成。本文主要探讨高压板的几种典型故障的判断及其调测。
背光板又称为背光灯高压板, 作用是负责给LCD的灯管供电, 它将直流低压电源变换为高频高压电源以点亮灯管。高压板属于功率变换电路, 易发热, 因此, 在液晶显示电路中属于故障率较高的部件。容易损坏的部位主要是:振荡电路、开关管、变压器。
2 高压板工作原理及正常工作条件
高压板由一个脉宽产生IC (包含振荡/控制/反馈等外围电路) 、供电控制电路、自激振荡产生器、反馈取样电路等组成。如图2所示。
液晶面板上使用的灯管属于CCFL冷阴极荧光灯管。它同日光管一样, 内部充满了氖气, 要想让它发光, 必须在其未点亮前产生1500V的高压来击发内部的气体, 一旦气体导通后, 则必须要有600~800V电压、9MA左右的电流供其发光。这也是必须采用高压变换电路对直流12V进行升压的原因。
当背光灯的供电条件满足, 背光灯就能发光。但是, 液晶显示器在关机的时候是只控制主板信号而并不关掉12V供电的, 这时, 升压板会继续工作, 液晶面板表现为全白的显示 (白屏) 。为此必须从主板中引出一路控制信号来控制升压板上脉宽IC供电电压, 该控制信号根据机型及厂家设计的不同有高低两种电压控制, 一般均为3.3或5V控制, 只有有了控制电压, 才能保证升压板上的供电随着开关机器而通断 (另有一部份机子是控制IC振荡等) 。
另外, 每一台的液晶显示器都要具备亮度调节功能, 要想使背光灯的亮度能够随着调节控制而改变, 必须引入亮度控制信号。亮度控制信号由主板的MCU输出, 随着亮度的调节, 在0~5V或5~0V间变化。
因此, 要使一台液晶面板的背光系统能够完全正常的工作, 必须具备以下4个条件:12V供电线;接地线;控制信号线;亮度控制线。
尤其是前三个条件缺一个都会导致背光灯无法点亮 (黑屏) 。
3 高压板电路的典型故障的判断与调测
3.1 高压板电路典型故障的判断
高压板常见的故障主要是无高压输出 (显示屏表现为黑屏) 、开机有高压输出随后高压消失和输出高压大小偏低等。造成高压板电路的原因是电源供电电路工作不正常、PWM控制模块损坏、集成场效应功率管击穿、高压输出电路工作不正常及过流、稳压电源异常等。
典型的现象有:开机后, 电源指示灯亮, 但显示屏呈黑屏;开机瞬间显示屏可以点亮紧接着马上黑屏;画面亮度低或闪烁;开机后屏幕亮度不够或随后黑屏, 高压板部位有“吱吱”响声。
3.2 高压板电路三种典型故障的调测
(1) 高压板无高电压输出故障调测
如图3所示, 高压板无高压输出的故障调测分为四个步骤:
第一步, 检修+12V电源供电电路。如图4 (a) (b) (c) 所示, 首先检测开关电源是否有+12V输出, 然后检测控制模块电源脚是否有+12V, 再检查+12V供电回路元件是否工作正常。
第二步, 启动电路检测。如图5 (a) , (b) , (c) 所示。首先调测主控电路板是否有启动电平输出, 然后检测控制模块启动脚是否有启动电平输入, 最后检查积分电路元件是否工作正常。
第三步, 检测集成场效应功率管是否工作正常。用万用表直流50V电压档位检测集成场效应功率管U302的供电引脚S2的电压是否为+12V, 如果无+12V输入, 则检测+12V供电回路。再用万用表R×10Ω档检测集成场效应管内部是否击穿。
第四步, 检测高频升压电路。FAN7318PWM控制模块的检测可用测量在路电阻的方法, 如果测量出的在路电阻值与FAN7318PWM控制模块在路电阻正反向参考电阻值表中的参数有很大的差别, 则说明PWM控制模块损坏。
根据以上四个步骤可以判断出高压板无高压输出的故障点, 然后进行调测和修复。
(2) 显示器画面暗或亮一下就变暗的故障调测
如图6所示, 显示器画面暗或亮一下就变暗的故障调测也同样分为四个步骤。
第一步, 检测高压板启动电路。用万用表直流10V电压档监测FAN7318PWM控制模块第8脚启动信号是否正常, 如果不正常, 说明启动电路有故障或主控电路把输出的启动信号不正常, 可检查启动回路元件。
第二步, 检测PWM控制模块供电电压是否偏低。在+12V供电电压正常的情况下, 用万用表直流50V档测量FAN7318PWM控制模块的第12脚电压, 如果低于+12V很多, 说明PWM控制模块内部存在过流保护现象, 需更换PWM控制模块才能排除故障。
第三步, 检测过流保护和稳压电路。过流保护和稳压电路元件的性能直接影响到PWM内部保护电路是否起保护动作。在检修时可用万用表检测电压取样电容C350~C353和电流检测线圈L301、L302, 找出故障元件更换排除故障。
第四步, 检测升压电路。用万用表检测高频升压变压器线圈绕组是否阻值变小, 高频升压电容是否有漏电现象。
根据以上四个步骤可以明确液晶显示器画面忽明忽暗现象出现的原因及故障位置, 有针对性的进行调测和修复。
(3) 显示器画面闪烁的故障调测
如图7所示, 显示器画面闪烁的故障调测也是分为四个步骤实施。
第一步, 检测稳压电路元件。用万用表电阻档检测稳压电路中电压取样电容C350~C353是否存在漏电现象。
第二步, 检测LC自激振荡。用万用表电阻档位测量高频升压变压器T301初、次级线圈绕组是否有接触不良的现象;再检测四个高压电容C313~C306是容量发生变化的现象。
第三步, 检测过流保护电路。用万用表电阻档检测电流检测线圈L301、L302和电阻R320~R323元件是否异常。
第四步, 检查背光灯管及插座连线是否接触不良。先用一根好的背光灯管代换原机灯管看故障是否排除, 如果画面依然闪烁, 可检查背光灯管插座连线是否有接触不良的现象, 找出故障点排除故障。
4 总结
高压板是液晶显示器中故障率最高的部件, 本文仅对三种典型的因高压板引起的故障现象的调测进行了分析和示范, 在实际应用中, 还会出现例如显示器瞬间亮后马上黑屏、水波纹干扰等其他由于高压板故障而产生的不能正常显示的现象。对于调测人员来说, 需要通过不断地学习增强自身的理论基础, 通过不断地实践操作增强对实际电路中的故障进行分析、检测、调试的能力, 从而才能成为一名合格的无线电系统调测人员。
参考文献
[1]王晓东.液晶彩色电视机维修从入门到精通[M].2版.北京:人民邮电出版社, 2012.
[2]田陌涛.液晶显示器维修高级教程[M].北京:人民邮电出版社, 2012.
显示控制电路 篇9
关键词：多路视频全电视信号,画面分割显示,SAA7113数字视频解码器,AM-209M多画面实时处理,SAA7121视频编码
随着电视监控系统的迅速发展和普及应用, 很多应用场合对监控系统的显示器尺寸要求越来越大, 作为大屏幕显示器件的彩色等离子体显示器 (PDP) 将会被广泛地应用在电视监控系统中。视频全电视信号是指将图像信号、复合同步脉冲、复合消隐脉冲、色同步等信息按一定规律编码、转换, 变换成的一路综合信号, 而多路视频全电视信号是电视监控系统最常遇到的信号传输显示方式;目前彩色PDP没有专门的多路视频全电视信号接口电路, 为了更好的适应电视监控系统中多路视频全电视信号输入方式对显示器输入接口电路的需要, 提出了一种多路视频全电视信号接口电路设计方案。本接口电路可同时接收、输入多达16路的视频全电视信号, 或者输入1~16路之间的任意几路信号, 也可以只输入1路视频信号作为普通的视频接口使用。当多路视频信号输入时, 电路对这几路信号进行处理, 变换成一路视频全电视信号输出给下一级的处理电路, 多路画面在屏幕上以画面分割的方式同时显示;最多可以同时分割显示16路画面, 屏幕显示也可以随意以1、4、9、16画面显示的方式在1~16画面之间切换。
本接口电路主要由16路视频解码、多画面处理、视频编码等部分组成。图1所示是接口电路的组成框图。图1中, 视频输入1~16是视频全电视信号 (CVBS) , 这些信号通过视频解码器SAA7113 (A/D) 可转换成标准的CCIR656 YUV 4:2:2格式数据。多画面处理器AM-209M主要用来对视频解码器SAA7113的输出信号进行混合处理, 并将处理后的信号送入视频编码器SAA7121 (D/A) , 将其编码成一路全电视信号输出到彩色PDP现有的视频输入电路, 完成多画面在PDP屏幕上的画面分割显示。
SAA7113数字视频解码器用来把复合视频输入信号CVBS或亮、色分离视频信号S-VIDEO解码成标准ITU 656 YUV4:2:2格式的8位数据, SAA7113支持NTSC、PAL制式, 可自动监测50Hz、60Hz场频信号, 并可在PAL制式和NTSC制式下自动转换。芯片内部有亮度、色调、色饱和度控制电路, 并提供有I2C总线接口, 本系统通过I2C总线配置SAA7113。系统由16片SAA7113组成16路视频输入通道。解码数据输出端VPO[7:0]接在视频画面分割芯片AM-209M的Camera_n_vdin[7:0]数据线上, n∈ (1, 2..., 8) , 同时将通道1~8解调数据输出接在主片 (master) 上, 通道9~16解码数据输出接在从片 (slave) 上。
AM-209M是一种带有记录、运动检测和回放等功能的多画面实时处理芯片。支持CCIR 656YUV 4:2:2编解码数据格式和多画面、画中画、画外画处理模式;单芯片可进行9通道画面实时显示 (30帧/秒) , 两芯片可连接16通道画面并实现实时显示 (30帧/秒) ;通道信息的存取和控制通过8位并行数据接口来实现。
AM-209M芯片有2个16Mbitt SDRAM芯片接口, 一个用做显示数据缓存, 一个用做记录缓存。同时芯片内部还有SDRAM读写操作控制逻辑, 因而无需外部控制。有两个编码芯片接口, 每个芯片接口都包含8个数据线和1位clock信号线, 输出则是多个视频输入混合处理后的CCIR 656格式数据。其内部结构框图如图2所示。
当用AM-209M实现16画面分割显示时, 可用两芯片组成16个输入通道以构成主从式结构, 主片的slave管脚接地, 从片的slave管脚接VCC, 主片的记录通道信号线rec_vdout[7:0]连接到从片监视信号线mon_vdout[7:0], 主片的监视输出通道mon_vdout[7:0]作为视频画面分割器的监视输出, 从片的记录输出通道rec_vdout[7:0]作为分割器的记录输出。主从芯片信号线的连接方法见图3所示。两片AM-209M最多可组成16个画面, 速度为30帧/秒, 能满足实时播放要求。
SAA7121是视频编码芯片, 主要功能是把标准YCb Cr (CCIR 656) 或者MPEG格式数据编码成复合视频输入信号 (CVBS) 或亮色分离视频信号Y/C。SAA7121支持NTSC和PAL, 并具有Y、C和CVBS三个信号的数模转换器。基本编码函数由副载波生成、彩色调制和同步信号内插组成。SAA7121可按主动方式或从动方式工作。
本接口电路是在彩色PDP接口电路基础上增加一个多路视频全电视信号输入接口, 在不影响彩色PDP原有性能前提下, 方便实现了电视监控系统中多路视频全电视信号同时输入到一台显示器显示的需求。电路简单、成本低、性能可靠, 极大地促进了彩色PDP显示器在电视监控系统中的广泛应用。
参考文献
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[2]丁玉美等.数字信号处理[M].第二版.西安:西安电子科技大学出版社, 2001, 1.
[3]余兆明等.数字电视传输与组网[M].第一版.北京:人民邮电出版社, 2003, 9.