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1 引言
目前各种多媒体技术不断发展,基于多媒体技术的消费性电子产品呈爆炸性的增长。以ARM、MIPS等领衔的32位处理器在便携式多媒体终端应用中,显示出了极大的优势,占据了绝大多数的市场份额。但是,一般以32位处理器构建的多媒体嵌入式应用系统往往需要外部的SDRAM与FLASH与之配合,这样就使得整个系统处在一个成本相对较高的状态,而传统的51单片机由于工作频率与自身架构等问题,不具有多媒体图型图像处理能力。本文采用***晨星(MSTAR)公司针对中小型液晶屏开发的MST717C系列芯片,具有视频解码(Video Decoder)能力,支持多种模拟视频信号输入,内置缩放引擎,内置51-MCU,16色OSD显示等功能,非常适合于车载多媒体显示终端应用。 2 系统总体设计 MST717C支持NTSC、PAL、SECAM视频制式信号输入,内置2D梳状滤波器,2路CVBS输入,2路S-Video输入,支持模拟RGB输入(如来自于PC机的模拟VGA信号)。所支持的视频制式如480i、480p、576i、576p、720p、1080i,模拟RGB信号分辨率支持640×480、800×480、800×60-0。内置亮度(Brightness)、对比度(Contrast)、饱和度(Saturation)和灰度(Hue)调节,内置3通道GAMMA曲线调节,内置缩放引擎,最大可以支持1366×768分辨率。数字PWM控制器,可编程控制40~70kHz频率范围数据使能,行同步信号输出,150~300Hz频率范围场同步信号输出。内置51-MCU,3线串行总线接口,内置硬件I2C、SPI,支持16色256个可编程字符OSD。 3 系统硬件设计 3.1 MST717C外围电路 模拟视频信号输入都需要对地进行阻抗匹配,如图2为模拟RGB输入阻抗匹配电路,输入信号先通过一个120R的磁珠隔离高频噪声,然后进行75 Ω对地阻抗匹配与35 Ω输入阻抗匹配,靠近芯片端放置47nF陶瓷电容耦合输入。对于CVBS同样需要进行对地阻抗匹配与输入阻抗匹配,典型值为62Ω或75Ω,耦合电容可以选用0.1 μF陶瓷电容。 3.2 LED背光驱动电路 常见的TFT LCD panel模块背光主要分CCFL与LED两种,CCFL(冷阴极荧光灯管)技术成熟,成本低廉,亮度(luminance)高,通常在400cd-/m2以上;缺点是高压交流驱动(几百到上千伏),驱动电路复杂、效率低、发热量大。LED背光的主要特点是低压直流驱动(十几伏到几十伏),驱动电路简单、效率高、发热量小;缺点为成本高、亮度低、色彩还原能力差。目前一些生产LCD模块的大厂已经通过增加LED数量解决了背光亮度低的问题,一些甚至可以达到600cd/m2。另外通过采用RGB三元色LED来补偿色彩还原能力,效果比CCFL模式更好,各大厂家都看好LED背光模式,也是以后LCD panel背光发展的主要趋势。 此处我们采用群创光电开发的8寸宽屏LCD模块A1080TN03,物理分辨率为800×480,26万色,LED背光,典型驱动电压为10V,驱动电流为100~200mA。背光电源输入为5V,采用DC-DC升压芯片KB4317,将输出稳定在10V。 3.3 音频信号处理与放大电路 PT2314是***普诚科技开发的一款低成本高性能的四输入数字音效处理芯片,支持音量(Volume)、左右声道平衡(balance)、高低音(Treble&Bass)、响度(Loudness)等控制,支持可选择增益控制(Selectable input gain),支持标准的I2C接口。PT2314控制口I2C连接到MST717C的软件模拟I2C接口上,需要注意的是I2C传输线需要进行上拉以保证传输的可靠性。 4 系统软件设计 4.1 Maria软件总体框架 Maria是由MSTAR公司为MST71X系列芯片应用推出的公版驱动软件源代码,该源代码主要基于KEIL C51语言,但是由于其相对较复杂,源代码量大(上万行),给普通应用者带来一定的困难。Maria源代码的风格与linux内核源代码的风格有些相似,主要有Device、inc、kernel、msFunc、msLib、osd、project、tv等文件夹。 Device文件夹下为用户具体设备的驱动代码,此处我们将PT2314的驱动代码添加进来,放在一个命名为PT2314.C的文件内,主要是对PT2314芯片进行开机初始化以及给出一些音效操作类的接口函数。 Inc文件夹下主要是一些头文件,包括全局变量的申请Global.h,字模头文件Font.h,基于51内核的微控制器头文件mcu.h,以及各种屏的参数定义等头文件。 Kernel文件下主要包含主函数main.c、mcu初始化mcu.c、全局变量初始化实现Global.c、中断服务函数实现isr.c、调试帮助函数实现Debug.c、MST7lX系列芯片寄存器配置函数mStar.c以及一些常用函数misc.c等。 msFunc文件下主要是一些功能操作类函数的实现,如按键类Keypad.c、红外遥控类IR.c、IrFunc.c、OSD菜单类msOSD.c、游戏类Game.c、菜单功能类MenuFunc.c等。 msLib文件下是一些关于DSP处理器的动态库文件,对开发者隐蔽,用户可以不管这些文件。 Osd文件下包含一些字体和图片类文件,用户可以将自己想要的文字(如汉字)、二进制图标等通过取模软件取模后,添加到相应的文件当中。 Project文件下主要是关于KEIL C的工程文件,分64k和128k两种,一般选择128k较好。 Tv是MSTAR专门为模拟电视用户写的一些操作函数。 4.2 各函数功能的具体实现 4.2.1 音效处理芯片驱动 本系统主要在MST717C外围扩展了音效处理芯片PT2314。PT2314支持标准的I2C协议,与24LC16共用MST717C的GPl00与GPI01软件模拟I2C,MST717C的硬件I2C被用作芯片程序烧写功能。 4.2.2 OSD菜单定制 Maria提供了一个标准的OSD菜单框架,主要包括色彩、对比度、亮度、屏幕显示区域调节、定时关机等。Maria OSD菜单包含有三级菜单,一级菜单根目录root;二级菜单包含图像、音量、功能、系统、时间共5个目录;三级目录即各二级目录内部菜单项,如图像菜单下含有亮度、色度、对比度、语言等四个三级菜单。用户可以自己添加和删除任意级别菜单,本系统中选择PT2314音效处理芯片,支持四通道立体声输入,主机可以通过I2C总线对音量、低音、高音、平衡等选项分别进行控制,故在音量二级目录下建立音量(Volume)、低音(Bass)、高音(Treble)、平衡(Balance)四个三级目录。MenuTbl.h文件中建立对应的菜单数组MenuItemTypecode AudioMenuItems[]={):其中MenuItem-Type是个数据结构,其原型为 包含有菜单项的相对位置、背景色、被选中时颜色、关联的下一级菜单、菜单描绘类型、显示文本、按键对应事件、功能、显示类型、标志等。各项意义基本上可以由文字描述理解,需要注意的是MST717C OSD菜单只支持16色显示。此处以PT2314一个子菜单为例展示, 4.2.3 按键事件 用户按键采用ADC键值采样区别,不同的按键被按下时,ADC得到不同的电压值(如图4)。程序主循环通过不断地执行按键扫描函数Key ScanKeypad(),来查询有无键被按下。若有键被按下时,程序首先会将其与上次键值(g ucLastKeypad)进行对比,如相等则执行重复按键事件EventRepeatProcess();不同则执行按键事件EventProcess(),并将此次键值设置为g ucLastKeypad。 Maria按键事件主要由一个定义为KeyEventType类型的数据结构来完成。该数据结构中第一个元素为按键输入状态,这里包含两种输入状态INPUT PRESS与INPUT_HOLD,其中INPUT_PRESS为按键按下状态,仅代表被按下时状态;INPUT_HOLD为按键按下时持续状态,相当于快速连击。第二个元素为按键按下时将会执行的事件,其数据结构为MenuItemActionType。注意不同KeyEventType事件时同一按键对应的Menultem-ActionType事件也不同,以此来区分各级目录下同一按键所执行的不同功能。最后一个元素为输入类型InputPortType,为枚举型变量,代表不同视频源状态按键输入,如Power按键输入时对应为Input_AllPort,即该键在任何状态下都有效;而遥控器按键1输入时为1《 5 结束语 MST717C是一颗性价比非常高的显示驱动芯片,所需的外围器件也非常少,非常适合车载显示领域应用。需要注意的是显示驱动对电源稳定性要求比较高,PCBLayout时模拟地与数字地最好进行分割,保证视频信号的稳定性,如成本允许最好选择四层板。电源处理不好很容易出现水波纹,另外VCOM电压一定要稳定,以保证显示图像的稳定性。此外Maria软件架构有些复杂,对开发者的C语言要求有些高,需要花费一定的时间去读懂其代码,进而进行自己的二次开发。 |
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