基于TVP5150的視頻LCD顯示設(shè)計(jì)

2 TVP5150視頻轉(zhuǎn)換模塊
2．1 視頻解碼芯片TVP5150
TVP5150是超低功耗、支持NTSC／PAL／SECAM等格式的高性能視頻解碼器，在正常工作時(shí)，它的功耗僅115 mW，并且具有超小封裝(32腳的TQFP)，因此非常適用于便攜、批量大、高質(zhì)量和高性能的視頻產(chǎn)品。它可以接收2路復(fù)合視頻信號(hào)(CVBS)或1路S-Video信號(hào)。通過(guò)單片機(jī)I2C總線設(shè)置內(nèi)部寄存器，選擇信號(hào)AIPLA和AIPIB輸入到內(nèi)部，AGC(自動(dòng)增益控制)使得芯片可以支持最高1．5 Vp-p的信號(hào)電壓并使輸入信號(hào)達(dá)到ADC的最大量程，9位的ADC按內(nèi)部PLL時(shí)鐘輸出像素?cái)?shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)梳狀濾波器進(jìn)行Y、C分離，再進(jìn)一步分離成U、V信號(hào)，最終經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換輸出8位ITU-R BT656信號(hào)。
2．2 TVP5150視頻轉(zhuǎn)換模塊電路
TVP5150視頻轉(zhuǎn)換模塊電路圖如圖4所示。

TVP5150僅使用1個(gè)14．318 18 MHz的晶體就支持多種視頻制式，并提供1個(gè)I2C接口來(lái)為視頻特性進(jìn)行編程，包括色調(diào)、對(duì)比度、飽和度和亮度。數(shù)字和模擬核心輸入電壓為1．8 V，IO口電壓為3．3 V，每一個(gè)電源輸入引腳都要有1個(gè)0．1μF的去耦電容。
根據(jù)芯片要求，兩路輸入信號(hào)CH1和CH2通過(guò)1個(gè)0．1～1 μF電容輸入到芯片輸入引腳，輸入要進(jìn)行阻抗匹配設(shè)計(jì)，防止對(duì)輸入信號(hào)的反射，電阻R1、R3(R2、R4)的關(guān)系是R1=75-R3，這樣可以根據(jù)實(shí)際輸入電壓進(jìn)行分壓，保證輸入到引腳的電壓在0．75 V以下；YOUT[0：7]輸出8位YUV4：2：2信號(hào)或者內(nèi)嵌同步的8位ITU-R BT656信號(hào)中。PCIX／SCLK腳時(shí)鐘信號(hào)可輸出13．5 MHz和27MHz兩種頻率。
2. 3 TVP5150寄存器配置
完成TVP5150的初始化，要通過(guò)I2C總線把參數(shù)寫(xiě)入寄存器，主要有：選擇視頻輸入通道，當(dāng)輸入為Composite信號(hào)時(shí)，可以選擇通道A或者通道B，當(dāng)輸入為S-Video信號(hào)時(shí)，通道A輸入Luminance信號(hào)，通道B輸入Chrominance信號(hào)。輸出格式配置，在本系統(tǒng)中配置為8位ITU-RBT. 656格式的數(shù)據(jù)輸出。可以按照TVP5150規(guī)格書(shū)的寄存器初始化表配置。

3 SCALER視頻處理電路
3．1 NOVATEK圈形縮放引擎芯片
輸出的8位YUV4：2：2數(shù)字信號(hào)送到臺(tái)灣聯(lián)詠公司的SCALER芯片，NOVATEK是一款QFP-128Pin封裝的高集成度高性能的SCALER芯片，工作電壓3．3 V，內(nèi)部核心電壓1．8 V，通過(guò)單片機(jī)I2C總線設(shè)置內(nèi)部寄存器，可以接收雙路模擬RGB、逐行或隔行YUV的ITU-R BT．656、DVI等格式輸入視頻信號(hào)，直接輸出LVDS信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)當(dāng)前大多數(shù)TFT液晶屏。
3．2 SCALER處理電路
SCALER處理電路如圖5所示，整個(gè)電路采用3．3 V供電，核心PLL電路電源是1．8 V。TVP5150和SCALER的接口簡(jiǎn)單：SCALER芯片接收TVP-5150轉(zhuǎn)換出的8路YUV信號(hào)YOUT[7..0]信號(hào)和采樣時(shí)鐘信號(hào)SCLK，單片機(jī)對(duì)SCALER和TVP5150通過(guò)I2C接口進(jìn)行寄存器配置，SCALER通過(guò)解碼矩陣電路把解調(diào)后的Y，B-Y，R-Y信號(hào)轉(zhuǎn)換成三基色RGB信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)逐行處理，增益／偏置控制、伽馬校正變成LVDS信號(hào)，即圖中信號(hào)TOM ／P、1、2、CLK輸出到液晶屏。

3．3 SCALER寄存器配置
要完成基本的顯示功能，SCALER要通過(guò)單片機(jī)的I2C指令寫(xiě)入寄存器以完成以下功能：
1)液晶屏參數(shù)選擇：根據(jù)要點(diǎn)亮的液晶屏規(guī)格數(shù)，寫(xiě)入合適的液晶屏參數(shù)，包括分辨率、行場(chǎng)頻、像素時(shí)鐘、行場(chǎng)同步寬度、行場(chǎng)前后沿寬度等，這些在程序中更改宏定義即可；
2)選擇輸入信號(hào)格式及輸入信號(hào)通道是YUV0還是YUV1，并打開(kāi)數(shù)字端口控制，由此配置相應(yīng)寄存器；
3)設(shè)置顯示區(qū)域行場(chǎng)起始、結(jié)束位置，設(shè)置ADC的增益和偏置以及根據(jù)輸入同步設(shè)置ADC_PLL控制；
4)設(shè)置YUV to RGB色彩轉(zhuǎn)換空間轉(zhuǎn)換系數(shù)。

4 單片機(jī)控制電路
單片機(jī)控制電路如圖6所示。單片機(jī)工作在12 MHz頻率下，REFCLKI給SCALER提供參考時(shí)鐘；SCL和SDA是和TVP5150、NOVATEK和24LC16進(jìn)行I2C通訊的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，I2C總線是開(kāi)漏極電路，必須加上拉電阻，SDA和SCL還用于單片機(jī)的在線編程；RX、TX是和PC通訊的RS232接口；BL-PWM、BL-ON是控制液晶屏逆變器的PWM亮度調(diào)節(jié)端和開(kāi)關(guān)端；RFCLKI給SCALER提供參考時(shí)鐘；AUTO、POWER、RIGHT、LEFT等是OSD菜單的控制鍵。