基于MAX7456的字符疊加系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上電后，系統(tǒng)先對(duì)串口進(jìn)行初始化，然后設(shè)置視頻的輸出模式和線(xiàn)程模式，接著單片機(jī)就等待串口傳來(lái)的命令，當(dāng)有命令滿(mǎn)足中斷條件時(shí)，單片機(jī)進(jìn)入中斷處理程序，將要顯示的字符在指定的位置上以指定的屬性疊加在視頻信號(hào)上。
單片機(jī)與MAX7456的通信主要是通過(guò)SPI接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，SPI的時(shí)序圖如圖4所示。當(dāng)單片機(jī)向MAX7456寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，首先拉低使能SPI口，在SCLK上升沿?cái)?shù)據(jù)輸入SDIN。當(dāng)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存至輸入寄存器，如果在傳輸過(guò)程中變?yōu)楦唠娖剑瑒t本次操作失敗。變?yōu)榈碗娖胶螅骷却谝粋€(gè)輸入到SDIN中的字節(jié)。以確定所執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)念?lèi)型。SPI命令為16位，高8位代表寄存器地址，低8位代表數(shù)據(jù)。

2 創(chuàng)建新字符
由于MAX7456器件內(nèi)部只集成了256個(gè)字符，這些字符并不能滿(mǎn)足所有的需要，因此需要?jiǎng)?chuàng)建所需要的字符。用戶(hù)定義的字符集結(jié)合輸入視頻流產(chǎn)生CVBS和OSD視頻輸出。最多可存儲(chǔ)256個(gè)12×18像素字符，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置。在525線(xiàn)模式時(shí)，顯示13行x30字符；在625線(xiàn)模式時(shí)，顯示16行x30字符。MAX7456 OSD含有兩組存儲(chǔ)器：顯示存儲(chǔ)器(SRAM)和非易失字符存儲(chǔ)器(NVM)。
顯示存儲(chǔ)器(SRAM)存儲(chǔ)480個(gè)字符地址，這些地址“指向”存儲(chǔ)在NVM字符存儲(chǔ)器中的字符。顯示存儲(chǔ)器中的內(nèi)容可由用戶(hù)編程，具有SPI兼容串行接口。顯示存儲(chǔ)器地址對(duì)應(yīng)于監(jiān)視器的固定位置。每一字符都需要兩個(gè)字節(jié)，第1個(gè)字節(jié)含有字符存儲(chǔ)器中的字符數(shù)，第2個(gè)字節(jié)含有字符屬性狀態(tài)位，字符從左向右，自上而下排序。
非易失字符存儲(chǔ)器存儲(chǔ)要顯示的字符或圖形映射。字符存儲(chǔ)器中的內(nèi)容可由用戶(hù)編程，采用SPI兼容串行接口。每一字符含有12行×18列像素。每一像素含有2個(gè)比特：00=黑色，不透明；0l=透明；10=白色，不透明；11=透明。因此，每個(gè)字符有12×18=216個(gè)像素，一個(gè)8位字節(jié)表示4個(gè)像素，所以每個(gè)字符需要216／4=54字節(jié)的數(shù)據(jù)。為方便尋址，存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)采用64字節(jié)塊，每前54個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符，剩余10個(gè)字節(jié)沒(méi)有使用。所以，字符存儲(chǔ)器長(zhǎng)度是64×256=16 384字節(jié)。因此，每個(gè)顯示存儲(chǔ)器地址位置包含的數(shù)值實(shí)際是對(duì)應(yīng)于所選字符的64字節(jié)塊地址。
使用MAX7456提供的GUI軟件，能夠控制器件，下載定制圖形。字符存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)在一個(gè)文件中，文件的文件擴(kuò)展名是*．mcm字符存儲(chǔ)器。用記事本打開(kāi)這個(gè)文件可以看到文件共有16 385行，第1行顯示的是MAX7456，第2行到最后一行顯示的都是8個(gè)二進(jìn)制的數(shù)據(jù)。修改這些8位的二進(jìn)制數(shù)就能夠得到需要的字符或圖形。

3 系統(tǒng)在導(dǎo)航中的應(yīng)用
將攝像頭信號(hào)接入所設(shè)計(jì)的字符疊加系統(tǒng)，視頻輸出接LCD顯示屏，在顯示屏上疊加導(dǎo)航所需要的信息：南京理工大學(xué)(NJUST)、日期(2009年12月8日)、緯度(Lat 32．518)、經(jīng)度(Lon 118．137)、速度(V：15 m／s)，航向(H：65．86)，疊加效果如圖5所示。

從圖5可以看到，字符采用的是白底黑邊，無(wú)論光線(xiàn)強(qiáng)弱都可以很清楚地顯示所需要的信息，實(shí)際應(yīng)用表明，本文設(shè)計(jì)的字符疊加系統(tǒng)操作方便，工作穩(wěn)定，可以在比較復(fù)雜的環(huán)境中使用。

4 結(jié)束語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)的視頻疊加系統(tǒng)具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，使用方便的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)視頻圖像中任意字符的疊加，當(dāng)需要大的字符或者圖案顯示的時(shí)候，可將一個(gè)大的字符分成多個(gè)小的字符，也就是用多個(gè)54字節(jié)顯示。實(shí)際使用證明該系統(tǒng)具有體積小、顯示清晰、工作穩(wěn)定、功耗低等特點(diǎn)，因此該系統(tǒng)可以應(yīng)用于軍事、航空、社會(huì)生活等監(jiān)控系統(tǒng)中。