基于TVP5150的視頻LCD顯示設計

摘要：視頻監(jiān)控顯示器在工業(yè)、生活及軍事領域都有廣泛應用。本文設計了一種可在TFT液晶屏上顯示的視頻監(jiān)控顯示器，以內嵌8051單片機的TFT液晶縮放引擎芯片為控制中心，以視頻轉換芯片TVP5150為硬件核心。電路將模擬視頻信號編碼為ITU-R BT．656類型的數(shù)據流。單片機管理整個工作流程，縮放引擎芯片進行圖像處理，把數(shù)據流轉換為低電壓差分信號，最終在液晶屏上獲得監(jiān)控圖像。該顯示器結構輕薄，電路簡單，性能可靠，圖像顯示清晰穩(wěn)定。
關鍵詞：TVP5150；ITU-R BT．656；圖形縮放引擎；低電壓差分信號

視頻監(jiān)控系統(tǒng)目前在軍用車載偵察、日常生產、生活中應用十分廣泛。隨著數(shù)字化生活的進一步提高，當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正逐步由模擬化走向數(shù)字化。現(xiàn)代常見的數(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直接轉換成數(shù)字信號，應用較多的有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比廣泛地得到應用，它能將模擬視頻信號轉換成為符合ITU-R BT．656標準的數(shù)字信號，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)定的畫面。
視頻轉換處理電路是LCD監(jiān)視器里最重要的組成部分，主要由視頻轉換芯片和液晶控制芯片(SCALER)組成。

1 系統(tǒng)總體設計方案
1．1 原理
本系統(tǒng)主要由視頻轉換模塊、8051內核單片機和液晶圖形縮放引擎(SCALER)組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。NOVATEK單片機通過I2C接口控制其余兩部分模塊的工作，TVP5150把復合視頻轉換成標準8位的ITU-RBI.656格式的數(shù)字信號傳輸?shù)絊CALER，SCALER通過解碼矩陣電路把解調后的信號轉換成三基色RGB信號，最后通過增益／偏移控制、伽馬校正、抖動處理和圖形縮放變成LVDS信號輸出到液晶屏，單片機通過串口連接主機可以檢測TVP5150和SCALER的工作狀態(tài)。

1．2 ITU-RIBT．656視頻標準
ITU-R BT.601是“演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)”標準，而ITU-R BT.656則是ITU-R BT.601附件A中的數(shù)字接口標準。ITU-R BT．656輸出8位Y：Cb：Cr=4：2：2的數(shù)據格式，同步信號內嵌于數(shù)據流中串行輸出，也可以單獨引腳與數(shù)據流并行輸出。圖2所示為完整的一幀數(shù)據，分奇偶兩場，23～311行是偶數(shù)場數(shù)據，366～624行是奇數(shù)場數(shù)據，F(xiàn)ID為奇偶場指示信號，在場同步信號(VSYNC)下降沿跳變。VBLK為場消隱信號，高電平有效，可以通過設置TVP5150寄存器來改變其長短，控制有效圖像數(shù)據輸出，因此在VBLK信號低電平期間對應輸出視頻有效數(shù)據。

每一行的數(shù)據結構如圖3所示。每行開始的288字節(jié)為行控制信號，開始的4字節(jié)為EAV(有效視頻結束)信號，緊接著280個固定填充數(shù)據，最后4個字節(jié)是SAV(有效視頻起始)信號。SAV信號和EAV信號有3字節(jié)的前導：FF、FF、00；最后1字節(jié)XY表示該行位于整個數(shù)據幀的位置以及如何區(qū)分SAV、EAV信號。