基于TVP5150的视频LCD显示设计

2 TVP5150视频转换模块
2．1 视频解码芯片TVP5150
TVP5150是超低功耗、支持NTSC／PAL／SECAM等格式的高性能视频解码器，在正常工作时，它的功耗仅115 mW，并且具有超小封装(32脚的TQFP)，因此非常适用于便携、批量大、高质量和高性能的视频产品。它可以接收2路复合视频信号(CVBS)或1路S-Video信号。通过单片机I2C总线设置内部寄存器，选择信号AIPLA和AIPIB输入到内部，AGC(自动增益控制)使得芯片可以支持最高1．5 Vp-p的信号电压并使输入信号达到ADC的最大量程，9位的ADC按内部PLL时钟输出像素数据。转换后的数字信号经过梳状滤波器进行Y、C分离，再进一步分离成U、V信号，最终经过格式转换输出8位ITU-R BT656信号。
2．2 TVP5150视频转换模块电路
TVP5150视频转换模块电路图如图4所示。

TVP5150仅使用1个14．318 18 MHz的晶体就支持多种视频制式，并提供1个I2C接口来为视频特性进行编程，包括色调、对比度、饱和度和亮度。数字和模拟核心输入电压为1．8 V，IO口电压为3．3 V，每一个电源输入引脚都要有1个0．1μF的去耦电容。
根据芯片要求，两路输入信号CH1和CH2通过1个0．1～1 μF电容输入到芯片输入引脚，输入要进行阻抗匹配设计，防止对输入信号的反射，电阻R1、R3(R2、R4)的关系是R1=75-R3，这样可以根据实际输入电压进行分压，保证输入到引脚的电压在0．75 V以下；YOUT[0：7]输出8位YUV4：2：2信号或者内嵌同步的8位ITU-R BT656信号中。PCIX／SCLK脚时钟信号可输出13．5 MHz和27MHz两种频率。
2. 3 TVP5150寄存器配置
完成TVP5150的初始化，要通过I2C总线把参数写入寄存器，主要有：选择视频输入通道，当输入为Composite信号时，可以选择通道A或者通道B，当输入为S-Video信号时，通道A输入Luminance信号，通道B输入Chrominance信号。输出格式配置，在本系统中配置为8位ITU-RBT. 656格式的数据输出。可以按照TVP5150规格书的寄存器初始化表配置。

3 SCALER视频处理电路
3．1 NOVATEK圈形缩放引擎芯片
输出的8位YUV4：2：2数字信号送到台湾联咏公司的SCALER芯片，NOVATEK是一款QFP-128Pin封装的高集成度高性能的SCALER芯片，工作电压3．3 V，内部核心电压1．8 V，通过单片机I2C总线设置内部寄存器，可以接收双路模拟RGB、逐行或隔行YUV的ITU-R BT．656、DVI等格式输入视频信号，直接输出LVDS信号，可驱动当前大多数TFT液晶屏。
3．2 SCALER处理电路
SCALER处理电路如图5所示，整个电路采用3．3 V供电，核心PLL电路电源是1．8 V。TVP5150和SCALER的接口简单：SCALER芯片接收TVP-5150转换出的8路YUV信号YOUT[7..0]信号和采样时钟信号SCLK，单片机对SCALER和TVP5150通过I2C接口进行寄存器配置，SCALER通过解码矩阵电路把解调后的Y，B-Y，R-Y信号转换成三基色RGB信号，最后经过逐行处理，增益／偏置控制、伽马校正变成LVDS信号，即图中信号TOM ／P、1、2、CLK输出到液晶屏。

3．3 SCALER寄存器配置
要完成基本的显示功能，SCALER要通过单片机的I2C指令写入寄存器以完成以下功能：
1)液晶屏参数选择：根据要点亮的液晶屏规格数，写入合适的液晶屏参数，包括分辨率、行场频、像素时钟、行场同步宽度、行场前后沿宽度等，这些在程序中更改宏定义即可；
2)选择输入信号格式及输入信号通道是YUV0还是YUV1，并打开数字端口控制，由此配置相应寄存器；
3)设置显示区域行场起始、结束位置，设置ADC的增益和偏置以及根据输入同步设置ADC_PLL控制；
4)设置YUV to RGB色彩转换空间转换系数。

4 单片机控制电路
单片机控制电路如图6所示。单片机工作在12 MHz频率下，REFCLKI给SCALER提供参考时钟；SCL和SDA是和TVP5150、NOVATEK和24LC16进行I2C通讯的时钟和数据，I2C总线是开漏极电路，必须加上拉电阻，SDA和SCL还用于单片机的在线编程；RX、TX是和PC通讯的RS232接口；BL-PWM、BL-ON是控制液晶屏逆变器的PWM亮度调节端和开关端；RFCLKI给SCALER提供参考时钟；AUTO、POWER、RIGHT、LEFT等是OSD菜单的控制键。