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為適應CCTV(閉路電視)安全產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生文字和圖像并將其疊加到視頻圖像上的需求，MAXIM公司推出了MAX7456視頻字幕模塊。該器件是一款單通道、單色隨屏顯示(OSD)發(fā)生器，內置非易失存儲器(EEPROM)。器件可產(chǎn)生用戶(hù)定義的OSD并將其插入視頻信號所需的全部功能，同時(shí)兼容于NTSC和PAL視頻標準。本文結合實(shí)例論述了基于MAX7456的單色OSD系統的實(shí)現過(guò)程。 1 MAX7456的內部結構 MAX7456內部集成有產(chǎn)生用戶(hù)定義的OSD以及將其插入復合視頻信號所需的全部功能和EEPROM。該器件內置輸入箝位、同步發(fā)生器、視頻定時(shí)發(fā)生器、OSD插入MUX、非易失(EEPROM)字符存儲器、顯示存儲器、OSD發(fā)生器、晶體振蕩器、可讀／寫(xiě)OSD數據的SPI兼容接口以及視頻驅動(dòng)器。MAX7456芯片的內部結構如圖1所示。 MAX7456可提供閃爍、反色和背景控制等功能。同時(shí)，MAX7456可接受標準NTSC或PALCVBS等在安全產(chǎn)業(yè)視頻標準中常見(jiàn)的信號。因此，該器件可適用于大多數安防市場(chǎng)的需要。 2 OSD模塊的系統結構 采用MAX7456的單通道OSD發(fā)生器將會(huì )大大降低OSD系統的復雜性和成本。該系統僅需普通的微控制器芯片并配合相應的軟件，就能實(shí)現靈活多變的字幕顯示需求。圖2所示為MAX7456的應用系統框圖。圖中，PC通過(guò)RS232(串口)可將軟件生成的字庫信息下載到微控制器(MCU)中，該字庫信息再由微控制器(MCU)通過(guò)SPI(Serial Peripheral Interface Bus)接口存儲到MAX7456的EEPROM中。攝像頭輸出的模擬視頻信號經(jīng)過(guò)OSD模塊的處理后，可以獲得需要的帶字幕的圖像。在微控制器中運行的軟件通過(guò)SPI接口則可以實(shí)時(shí)控制字幕的顯示內容。 3 OSD模塊的硬件結構 MAX7456作為OSD系統的核心部件，需要相應的外圍器件的配合才能發(fā)揮自己的作用。圖3所示為OSD模塊的硬件結構框圖。其中，MAX74 56負責對輸入的模擬視頻信號進(jìn)行加字幕處理；MAXQ2000作為一顆低壓微功耗單片機，可通過(guò)GPIO模擬SPI接口時(shí)序為MAX7456提供相應的控制信號，并負責通過(guò)串口與PC通信，以獲得用戶(hù)自定義的字符集和配置信息；MAX3002是一顆雙向電平轉換芯片，它可將MXXQ2000的2．5V系統信號轉化為MAX7456可以使用的5V系統信號；MAX3311是與MAX02000配套的串口芯片，負責提供與PC通信的串口信號；MAX8881在此可將5V的供電轉化為單片機和buffer芯片需要的2．5 V電源。 4 OSD模塊的軟件結構 配合OSD模塊工作的軟件包括兩部分：一部分是運行于微控制器中的firmware，它包括SPI接口驅動(dòng)、memory配置程序、寄存器配置程序、串口的事務(wù)通信等；另一部分是運行于PC端的用戶(hù)界面，可為用戶(hù)提供簡(jiǎn)便的OSD設置和memory升級的功能。 4．1 MAX7456控制例程 MAX7456的SPI接口可支持高達10 MHz接口時(shí)鐘(SCLK)。寫(xiě)寄存器時(shí)，拉低可使能串行接口，以在SCLK的上升沿從SDIN讀取數據；而當變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，數據將鎖存到輸入寄存器。如果傳輸過(guò)程中變高，則程序終止(即數據不寫(xiě)入寄存器)。變低之后，器件將等待從SD-IN讀入第一個(gè)字節，以確定正在執行的數據傳輸類(lèi)型。圖4所示為寫(xiě)數據時(shí)序。 讀寄存器時(shí)，拉低。地址將在SCLK上升沿鎖入SDIN。然后，數據便可在SCLK的下降沿從SDOUT輸出。圖5所示是從器件讀數據的時(shí)序。 下面是具體的操作方法代碼： 4．2 PC端用戶(hù)界面 PC端的軟件可向用戶(hù)提供常用OSD配置信息，如視頻制式選擇、字幕亮度、翻轉方式、閃爍、選擇字幕文件等功能。圖6所示是其用戶(hù)界面圖。 這樣，通過(guò)軟件，用戶(hù)還可以編輯字幕顯示內容、自定義字符集和設置OSD背景顏色等。 4．3 編譯開(kāi)發(fā)環(huán)境 運行于Windows平臺下的IAR EmbeddedWorkbench 2．10A是專(zhuān)門(mén)用于MAXO系列微控制器的集成開(kāi)發(fā)工具之一，目前已被大多數MAXQ系列芯片開(kāi)發(fā)所使用。但是，在IAR下建立新工程后，還需要設置編譯選項：General Option／Target／Device并選MAX200X。 5 結束語(yǔ) MAX7546是一款單通道、單色隨屏顯示(OSD)發(fā)生器，使用它開(kāi)發(fā)OSD系統不僅可以大大節省電路板空間和設計時(shí)間，同時(shí)還能以更低的成本提供更高的性能。本文介紹了OSD系統的基本構成，并從硬件和軟件兩方面闡述了使用MAX7456搭建模擬電視字幕隨屏顯示系統的技術(shù)要點(diǎn)，希望對OSD系統開(kāi)發(fā)人員起到一定的指導作用。 |
