基於ADV7125的嵌入式系統VGA介面設計

2023-02-11 04:24:04 字數 3379 閱讀 4736

同步訊號同步訊號同步訊號控制端、消隱訊號控制端,以及省電模式控制端。它能夠與各種高解析度彩色圖形系統相容。adv7125功能框圖。

adv7125有3個**資料暫存器data register和乙個**控制暫存器power-down mode。資料暫存器的3個輸入端分別連線紅綠藍三色的數字**訊號,資料暫存器後面緊跟數模轉換單元,將數碼訊號轉換為模擬訊號;控制暫存器將數字的消隱訊號、同步訊號轉換合併。數模轉換後的模擬**訊號和控制暫存器輸出的同步、消隱控制訊號共同作為adv7125的輸出訊號,此輸出訊號大小受rset端和地之間接入的外加電阻rset大小的控制。

2 adv7125晶元用於vga轉換的基本原理

adv7125晶元用於vga轉換的基本原理是,將s3c2440輸出的數字**訊號轉換為模擬的vga輸出訊號,模擬的vga輸出訊號的大小受adv71 25晶元外圍參考電壓vref和外加電阻rset的控制,(vref和rset的具體接法)其關係如下:

式中iog、ior、iob分別代表綠、紅、藍三色訊號的幅度。當不用復合同步訊號時,需要把端連線低電平,這時iog的關係式同式(2)。

上式中的是adv7125的乙個附加訊號控制端,adv7125的另外乙個附加訊號控制端是(消隱訊號控制端)。和都是在時鐘上公升沿被鎖存,保證畫素資料流的同步。和的功能是:

通過**同步訊號的編碼,影響vga**訊號的輸出。通過在模擬輸出埠內部加了乙個加權電流,實現此功能。這個電流的有無,由和邏輯輸入判定。

圖2說明了當和兩者都為高電平時,ior和iob兩者與iog的對比。

表1詳細說明了和對模擬輸出的影響。該表是在vref=1.235 v,rset=530 ω,rload=37.5ω的條件下測量的。

對應圖2和表1可得到以下結論:

①當ior、iog、iob三端的dac輸入為0x00時,代表螢幕最黑,此時對應圖2為 level,對應表1為第7行。從圖2左面列表可以看到,ior、iob端的電流、電壓分別是0ma、0v,iog端的電流、電壓分別是7.2 ma、0.271 v。即電流相差7.2 ma。

②當ior、iog、iob三端的dac輸入為0xff時,代表螢幕最白,此時對應圖2為white levei,對應表1為第2行。從圖2左面列表可以看到,ior、iob端的電流、電壓分別是18.67 ma、0.7 v,iog端的電流、電壓分別是26.0 ma、0.975 v。即電流相差7.3 ma。

從表1,可以得到以下的結論:

①當和都為高電平(為1)時,iog埠的白電平訊號的電流,要比ior、iob埠同樣情況下的電流高出7.3ma左右;**訊號電流、黑電平訊號的電流,要比ior、iob埠同樣情況下的電流高出7.2 ma左右。

②當為低電平(為0)、任意時,同樣的dac輸入條件下,ior、iob、iog三端的輸出訊號電流大小是完全一樣的。

③當為低電平(為0)時,無論dac輸入是多少,ior、iog、iob三端的輸出訊號均對應於高/低的同步無效/有效黑電平。

3 vga介面設計

根據需要,把lcd訊號轉換為vga訊號,轉換時必須根據vga訊號的時序進行轉換。vga訊號一共包括5部分,分別是紅(r)、綠(g)、藍(b)三色訊號和行(h)、場(v)同步訊號,紅(r)、綠(g)、藍(b)三色訊號和行(h)、場(v)同步訊號根據s3c2440的配置時序,由s3c2440以數碼訊號的形式輸出,之後由adv7125對紅(r)、綠(g)、藍(b)三色訊號進行轉換,行(h)、場(v)同步訊號直接進入vga介面中,不需要轉換。下面分別介紹vga訊號的時序、硬體連線、軟體設計以及注意事項。

3.1 vga時序訊號

以解析度為640x480、重新整理頻率為60 hz、16位的彩色顯示模式為例,vga訊號的掃瞄時序。

在場掃瞄時序中,vsync為場同步訊號,tvsync是指顯示器掃瞄1幀完整畫面需要的時間,大小為16 667μs;vsync訊號每場有525行,其中480行為有效顯示行,45行是場消隱期。場消隱期包括場同步時間(低電平場同步脈衝)twv(2行/63μs)、場消隱前肩thv(13行/412μs)、場消隱後肩tvh(30行/952 μs),共45行。

在行掃瞄時序中,hsync為行同步訊號,thsync是指顯示器掃瞄一行需要的時間,大小為31.75μs,該週期通過hsync(行同步脈衝)來同步,脈衝的寬度twh=3.81μs。每顯示行包括800點,其中640點為有效顯示區,160點為行消隱期(是非顯示區)。行消隱期包括行同步時間twh(3.81μs),行消隱前肩thc(0.516μs)和行消隱後肩tch(1.786μs),共160個點時鐘。

3.2 s3c2440和adv7125的電路連線

設計中主要使用s3c2440處理器的lcd控制器介面,它主要通過dma方式占用系統匯流排,支援彩色tft液晶屏,支援16 bbp無調色真彩。lcd介面資料的低8位,中間8位和高8位分別與adv7125晶元的blue訊號、green訊號和red訊號相連,這樣就完成了s3c2440處理器與adv7125晶元之間數碼訊號的傳輸。adv7125晶元的時鐘訊號採用lcd介面的時鐘訊號,訊號與vm(vsdn)訊號相連線,同步訊號接地。

comp端用於內部參考運放的補償,用0.1μf的陶瓷電容連線在comp與模擬電源vaa之間,防止自激振盪以增加穩定性。採用ad1580作為參考電壓,ad1580輸出訊號穩定,能夠很好地滿足電路設計的需要。rset引腳與地之間接乙個530 ω的電阻,用來控制**訊號的滿幅度。

在影象系統中,不會自動產生復合同步訊號,利用本設計可以實現**同步資訊編碼直接進入綠色通道。如果不需要,把輸入端與邏輯低電平相連。s3c2440和adv7125的電路連線。

其中vd0、vd1、…vd23、vden、clk、hsync、vsync為s3c2440的輸出端。

3.3 電路連線需要注意的問題

adv7125可以用於灰度**訊號輸出。例如:僅用於1個通道進行**輸出,這時其他兩個不用的**資料通道都應該與邏輯0相連,不用的模擬輸出應該與使用的通道一樣連線相同的負載。

為了實現adv7125的最優雜訊效能,對pcb的設計必須特別注意。adv7125電源和地線上的雜訊應該優化。可以通過遮蔽數字輸入和提供好的退耦達到這一點。

vaa和gnd的引線長度應該盡量短,這樣可以減小電感環路。在設計pcb時應盡量把模擬地與數字地分開,地線應該通過1個磁珠與pcb大面積鋪地相連,並且磁珠應該盡可能的靠近adv7125器件的地引腳。電路中使用的電容應該盡可能的靠近對應引腳,並且電容的引線應該盡可能的短,這樣可以減小引線電容。

由於使用頻率非常高,時鐘引線應盡可能地短,這樣可以減小雜訊的抖動。**輸出訊號應該由數字地平面覆蓋,這樣可以增大高頻電源抑制比。

由於模擬rgb訊號採用高阻電流源輸出方式,可以直接驅動75 ω的同軸傳輸線。長於10 m的電纜可能會對高頻模擬輸出脈衝衰減。使用輸出緩衝可以補償電纜的失真。

這些緩衝器在整個輸出電壓擺幅期間,必須有足夠的電流。常見的有ad84x系列的單片運放。在較高的頻率下(如80 mhz),推薦使用ad848。

其典型增益電路。

通過簡單的計算可以得知其增益為:gain=1+z1/z2。改變緩衝電路的增益器件z1、z2來滿足所要求的**電平。

3.4 相關的軟體設定

基於ARM的嵌入式系統程式開發要點

異常處理機制的設計 異常或中斷是使用者程式中最基本的一種執行流程或形態,這部分對arm架構下異常處理程式的編寫作乙個全面的介紹。arm一共有7種型別的異常,按優先從高到低排列如下 reset data abort fiqirqprefetch abort swiundefined instructi...

嵌入式系統的組成

嵌入式系統由硬體和軟體兩大部分組成,硬體一般由高效能微處理器和外圍介面電路組成,軟體一般由作業系統和應用程式構成,軟體和硬體之間由所謂的中間層 bsp層,板級支援包 連線。嵌入式系統的硬體有 嵌入式微處理器 儲存器 輸入輸出 i o a d d a 嵌入式系統的軟體有 作業系統 應用軟體。作業系統是...

嵌入式系統設計

課程學習 題目 基於arm嵌入式影象處理系統設計與實現 院系 資訊工程與自動化學院 專業 模式識別與智慧型系統 學生姓名 學號指導老師 2013年08月10日 摘要本文主要設計了一種基於arm的可攜式影象採集處理系統。該系統以arm7 s3c44box 為核心,配上外圍電路以實現影象處理功能,並結合...