基于TVP5150的視頻LCD顯示設(shè)計(jì)

摘要：視頻監(jiān)控顯示器在工業(yè)、生活及軍事領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)了一種可在TFT液晶屏上顯示的視頻監(jiān)控顯示器，以內(nèi)嵌8051單片機(jī)的TFT液晶縮放引擎芯片為控制中心，以視頻轉(zhuǎn)換芯片TVP5150為硬件核心。電路將模擬視頻信號(hào)編碼為ITU-R BT．656類型的數(shù)據(jù)流。單片機(jī)管理整個(gè)工作流程，縮放引擎芯片進(jìn)行圖像處理，把數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號(hào)，最終在液晶屏上獲得監(jiān)控圖像。該顯示器結(jié)構(gòu)輕薄，電路簡(jiǎn)單，性能可靠，圖像顯示清晰穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞：TVP5150；ITU-R BT．656；圖形縮放引擎；低電壓差分信號(hào)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)目前在軍用車載偵察、日常生產(chǎn)、生活中應(yīng)用十分廣泛。隨著數(shù)字化生活的進(jìn)一步提高，當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正逐步由模擬化走向數(shù)字化?，F(xiàn)代常見(jiàn)的數(shù)字視頻處理系統(tǒng)通常使用視頻解碼芯片將模擬視頻信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，應(yīng)用較多的有philips的SAA711 1、SAA7114，TI的TVPS022、TVP5150等。TI公司的視頻解碼芯片TVP5150以其卓越的性能和高性價(jià)比廣泛地得到應(yīng)用，它能將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為符合ITU-R BT．656標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)，使用數(shù)字化接口的LCD顯示器能獲得比傳統(tǒng)CRT顯示器更清晰、穩(wěn)定的畫(huà)面。
視頻轉(zhuǎn)換處理電路是LCD監(jiān)視器里最重要的組成部分，主要由視頻轉(zhuǎn)換芯片和液晶控制芯片(SCALER)組成。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
1．1 原理
本系統(tǒng)主要由視頻轉(zhuǎn)換模塊、8051內(nèi)核單片機(jī)和液晶圖形縮放引擎(SCALER)組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。NOVATEK單片機(jī)通過(guò)I2C接口控制其余兩部分模塊的工作，TVP5150把復(fù)合視頻轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)8位的ITU-RBI.656格式的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)絊CALER，SCALER通過(guò)解碼矩陣電路把解調(diào)后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成三基色RGB信號(hào)，最后通過(guò)增益／偏移控制、伽馬校正、抖動(dòng)處理和圖形縮放變成LVDS信號(hào)輸出到液晶屏，單片機(jī)通過(guò)串口連接主機(jī)可以檢測(cè)TVP5150和SCALER的工作狀態(tài)。

1．2 ITU-RIBT．656視頻標(biāo)準(zhǔn)
ITU-R BT.601是“演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)”標(biāo)準(zhǔn)，而ITU-R BT.656則是ITU-R BT.601附件A中的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)。ITU-R BT．656輸出8位Y：Cb：Cr=4：2：2的數(shù)據(jù)格式，同步信號(hào)內(nèi)嵌于數(shù)據(jù)流中串行輸出，也可以單獨(dú)引腳與數(shù)據(jù)流并行輸出。圖2所示為完整的一幀數(shù)據(jù)，分奇偶兩場(chǎng)，23～311行是偶數(shù)場(chǎng)數(shù)據(jù)，366～624行是奇數(shù)場(chǎng)數(shù)據(jù)，F(xiàn)ID為奇偶場(chǎng)指示信號(hào)，在場(chǎng)同步信號(hào)(VSYNC)下降沿跳變。VBLK為場(chǎng)消隱信號(hào)，高電平有效，可以通過(guò)設(shè)置TVP5150寄存器來(lái)改變其長(zhǎng)短，控制有效圖像數(shù)據(jù)輸出，因此在VBLK信號(hào)低電平期間對(duì)應(yīng)輸出視頻有效數(shù)據(jù)。

每一行的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖3所示。每行開(kāi)始的288字節(jié)為行控制信號(hào)，開(kāi)始的4字節(jié)為EAV(有效視頻結(jié)束)信號(hào)，緊接著280個(gè)固定填充數(shù)據(jù)，最后4個(gè)字節(jié)是SAV(有效視頻起始)信號(hào)。SAV信號(hào)和EAV信號(hào)有3字節(jié)的前導(dǎo)：FF、FF、00；最后1字節(jié)XY表示該行位于整個(gè)數(shù)據(jù)幀的位置以及如何區(qū)分SAV、EAV信號(hào)。