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标题: 基于DVI接口的图像总线控制系统3 [打印本页]

作者: rise_ming 时间: 2013-8-1 22:12 标题: 基于DVI接口的图像总线控制系统3

系统采用TI公司的视频编码芯片TFP410，编码后的TMDS信号通过DVI电缆传送至DVI显示器。与TFP401对应，TFP410支持从VGA到UXGA(25～1 65MHz)格式的像素速率，具有12位双边和24位单边两种输入模式，可以通过I2C总线进行芯片工作模式配置。TFP410主要通过DE引脚的高低电平来决定发送信号类型：当DE为高电平时，发送像素编码数据；当DE为低电平时，发送同步信号以及控制信号。ISEL引脚的高低决定是否采用I2C总线，ISEL信号为低电平时，需要根据外部引脚对芯片进行配置；当ISEL信号为高电平时，可以通过I2C总线来配置，此时外部引脚配置不起作用。TFP410内部结构框图如图4所示。

4 CAN总线通信模块
系统需要和上位机进行通信，采用CAN总线进行数据交互。CAN总线具有通信速率高、开放性好、报文短、纠错能力和扩展能力强的特点，通信速率可高达1 Mbps，特别适用于实时性要求很高的网络。
系统采用了集成CAN总线控制器的C8051F系列单片机。通信软件设计通过KeilC51实现，程序分别实现单片机交叉开关配置与端口初始化、外部振荡器初始化、CAN总线定时寄存器初始化、消息对象初始化、CAN总线数据发送和接收、消息响应、错误处理、系统广播等功能。SN65HvD230功能结构框图如图5所示。

采用TI公司生产的3．3 V芯片SN65HVD230作为总线收发器。该收发器与PCA82C250引脚兼容，具有差分收发能力、高速率传输(1 Mbps)、高抗电磁干扰、超小封装、低功耗等性能；并有3种不同工作模式可供选用，与集成了CAN总线控制器的C8051F系列单片机配合使用，可使外围电路更加简洁。
SN65HVD230的CANH和CANL输出引脚需并联一个电阻，作为CAN总线的终接电阻，终接电阻需满足传输电缆的特性阻抗，一般取值120 Ω。
SN65HVD230的Rs引脚为斜率电阻输入引脚，通过改变加在该引脚上的电压，可以改变收发器的工作方式。

5 PAL模块
系统提供一路PAL制式模拟信号输出给TV监视器。由于PAL制式场频为50Hz，帧频为25 Hz，所以前端高分辨率高帧频的数字图像必须降频输出，且分辨率也要降低。PAL编码芯片选用Philips公司生产的SAA7128，支持PAL／NTSC／SECAM制式的编码。它可以接受ITU-R BT．656格式4：2：2数据流信号，输出标准CVBS复合视频信号。
SAA7128将FPGA送出来的ITU-R BT．656格式4：2：2数据流进行数模转换，经过视频矩阵编码转换成模拟的视频信号。该芯片工作在SLAVE模式下，即27MHz数据时钟由外部振荡器供给。SAA7128利用此时钟对数字信号进行锁存。
系统选用的C8051F系列单片机具有I2C总线功能。可通过I2C总线对SAA7128上电后进行初始化控制。PAL信号的HS行同步，VS场同步信号均由SAA7128自动生成。
FPGA首先在内部建立一个RGB信号到YCbCr信号的转换表。可在FPGA内部开辟两片RAM进行乒乓操作，FPGA利用HS行同步、VS场同步来组成ITU-RBT．656格式4：2：2的数字视频流。PAL一帧传递结束时，置一个标志位，SAA7128开始读其中一片RAM的数据，同时对另一片RAM进行写操作，写入一帧新的数据，如此往复。并使TV监视器能够看到完整的CVBS信号图像。在FPGA设计时，必须注意PAL信号分奇偶场，采集的信号需要隔行采集，两场结束才为完整的一帧图像。

结语
本文从工程应用的角度出发，详细介绍了基于DVI接口的图像总线控制系统，该系统能够采集基于Camlink接口的高速CCD传送的数字视频信号，并能通过DVI接口实现1080 P的高清显示。实践证明，该系统采集数据稳定、图像清晰，具有较高应用价值，可广泛应用于图像处
理领域。

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