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嵌入式系统的VGA接口设计

作者:时间:2009-02-26来源:网络收藏

引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/152628.htm

  目前越来越多的处理器上集成了控制器。典型的如三星的S3C2410A,Intel的Xscale系列。这样可方便地外接大屏幕的,且分辨率也能达到640×480,甚至800×600;色深能从6.5万色(16位)到26万色(18位)。但是大屏幕的价格都比较昂贵。另一方面,普通计算机的显示器,保有量巨大、技术成熟,如果能通过转换手段,让处理器直接支持显示器,则能很大地利用现有资源,节约成本。

  LCD转换为接口

  VGA (Video Graphics Array)接口信号为模拟信号。其关键信号有5个,分别是Horizontal Sync水平同步信号(也叫行同步信号),垂直同步信号Vertical Sync(也叫场同步信号),Red红色,Green 绿色和Blue 蓝色。电子枪从左至右,从上至下地进行扫描,每行结束时,用行同步信号进行同步;扫描完所有行后用场同步信号进行场同步。因电子枪偏转需要时间,所以扫完回转中,要对电子枪进行消隐控制:在每行结束后的回转过程中进行行消隐;在每场结束后的回转过程中进行场消隐。消隐过程中不发送电子束。

  扫描式LCD接口(以S3C2410A的LCD控制器为例图1),在每一场完毕后,也是用VSYNC来进行场同步;每一行完毕后,也是用HSYNC进行行同步;也有VCLK像素时钟,用于锁存数据;

  其场同步信号,宽度为(VSPW+1),之前有场消隐前肩(VFPD+1),之后有场消隐后肩(VBPD+1);

  其行同步信号,宽度为(HSPW+1),之前有行消隐前肩(HFPD+1),之后有场消隐后肩(HBPD+1);

  可以发现,扫描式LCD接口的同步信号时序和是一致的。原因是发明LCD后,尽管显示原理不同,但为了在时序上和CRT兼容,也采用了这样的控制时序。基于此,完全能将LCD接口转换为

 图1 三星S3C2410A的LCD信号时序图(来自S3C2410A数据手册)

  方案实现

  只需Hsync和Vsync两个同步信号和RGB三个色彩分量信号。而扫描式LCD接口的同步信号的时序和VGA接口的完全一致,可直接把两个同步信号接入VGA接口。

  S3C2410A的LCD控制器输出的是RGB数字信号。因此若用一些DAC芯片把RGB数字信号转换为模拟信号,即可实现VGA接口的RGB信号输入。这类视频专用DAC芯片较多,例如ADI公司的ADV7120;CHRONTEL公司的CH7004C。实验中选用的CHRONTEL公司的CH7004C。S3C2410A的LCD控制器与CH7004C的连接如表1。

  表1 S3C2410A的LCD控制器与CH7004C的连接

在选择数据格式时,RGB565较合适,因为16位数据已经有6.5万色,完全足够;24位数据时每个像素实际占用32位,4个字节,传输时对S3C2410A的总线资源占用太大。

  整个电路原理图如图2所示。其中一些需要注意的地方有:

  CH7004C工作在从模式下,由S3C2410A的I2C控制。在实验中使用的是精度较好的日本村田(murata)的阻容元件,包括10K,360欧,75欧和10pF的电容。10K用于I2C总线的上拉,360欧用于RSET引脚接地;75欧为R,G,B三个输出管脚和地之间的终端电阻,10pF电容用于晶振。另外,CH7004C的IIC地址,是通过把ADDR引脚拉高或拉低来设定;接地时,根据芯片手册,其7位的I2C地址为1110110,最后加一个读/写位。

 图2 CH7004C的电路原理图

  CH7004C的关键寄存器及设置

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