基于MAX7456的字符疊加系統(tǒng)設計

上電后，系統(tǒng)先對串口進行初始化，然后設置視頻的輸出模式和線程模式，接著單片機就等待串口傳來的命令，當有命令滿足中斷條件時，單片機進入中斷處理程序，將要顯示的字符在指定的位置上以指定的屬性疊加在視頻信號上。
單片機與MAX7456的通信主要是通過SPI接口來實現(xiàn)的，SPI的時序圖如圖4所示。當單片機向MAX7456寫數(shù)據(jù)時，首先拉低使能SPI口，在SCLK上升沿數(shù)據(jù)輸入SDIN。當變?yōu)楦唠娖綍r，數(shù)據(jù)被鎖存至輸入寄存器，如果在傳輸過程中變?yōu)楦唠娖?，則本次操作失敗。變?yōu)榈碗娖胶?，器件等待第一個輸入到SDIN中的字節(jié)。以確定所執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)念愋?。SPI命令為16位，高8位代表寄存器地址，低8位代表數(shù)據(jù)。

2 創(chuàng)建新字符
由于MAX7456器件內部只集成了256個字符，這些字符并不能滿足所有的需要，因此需要創(chuàng)建所需要的字符。用戶定義的字符集結合輸入視頻流產生CVBS和OSD視頻輸出。最多可存儲256個12×18像素字符，可以進行動態(tài)設置。在525線模式時，顯示13行x30字符；在625線模式時，顯示16行x30字符。MAX7456 OSD含有兩組存儲器：顯示存儲器(SRAM)和非易失字符存儲器(NVM)。
顯示存儲器(SRAM)存儲480個字符地址，這些地址“指向”存儲在NVM字符存儲器中的字符。顯示存儲器中的內容可由用戶編程，具有SPI兼容串行接口。顯示存儲器地址對應于監(jiān)視器的固定位置。每一字符都需要兩個字節(jié)，第1個字節(jié)含有字符存儲器中的字符數(shù)，第2個字節(jié)含有字符屬性狀態(tài)位，字符從左向右，自上而下排序。
非易失字符存儲器存儲要顯示的字符或圖形映射。字符存儲器中的內容可由用戶編程，采用SPI兼容串行接口。每一字符含有12行×18列像素。每一像素含有2個比特：00=黑色，不透明；0l=透明；10=白色，不透明；11=透明。因此，每個字符有12×18=216個像素，一個8位字節(jié)表示4個像素，所以每個字符需要216／4=54字節(jié)的數(shù)據(jù)。為方便尋址，存儲器組織結構采用64字節(jié)塊，每前54個字節(jié)表示一個字符，剩余10個字節(jié)沒有使用。所以，字符存儲器長度是64×256=16 384字節(jié)。因此，每個顯示存儲器地址位置包含的數(shù)值實際是對應于所選字符的64字節(jié)塊地址。
使用MAX7456提供的GUI軟件，能夠控制器件，下載定制圖形。字符存儲器數(shù)據(jù)在一個文件中，文件的文件擴展名是*．mcm字符存儲器。用記事本打開這個文件可以看到文件共有16 385行，第1行顯示的是MAX7456，第2行到最后一行顯示的都是8個二進制的數(shù)據(jù)。修改這些8位的二進制數(shù)就能夠得到需要的字符或圖形。

3 系統(tǒng)在導航中的應用
將攝像頭信號接入所設計的字符疊加系統(tǒng)，視頻輸出接LCD顯示屏，在顯示屏上疊加導航所需要的信息：南京理工大學(NJUST)、日期(2009年12月8日)、緯度(Lat 32．518)、經度(Lon 118．137)、速度(V：15 m／s)，航向(H：65．86)，疊加效果如圖5所示。

從圖5可以看到，字符采用的是白底黑邊，無論光線強弱都可以很清楚地顯示所需要的信息，實際應用表明，本文設計的字符疊加系統(tǒng)操作方便，工作穩(wěn)定，可以在比較復雜的環(huán)境中使用。

4 結束語
本文設計的視頻疊加系統(tǒng)具有電路結構簡單，成本較低，使用方便的特點，能實現(xiàn)視頻圖像中任意字符的疊加，當需要大的字符或者圖案顯示的時候，可將一個大的字符分成多個小的字符，也就是用多個54字節(jié)顯示。實際使用證明該系統(tǒng)具有體積小、顯示清晰、工作穩(wěn)定、功耗低等特點，因此該系統(tǒng)可以應用于軍事、航空、社會生活等監(jiān)控系統(tǒng)中。