基于MB90092的視頻字符疊加技術(shù)

　　近年來車載視頻系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于長途客車、公交汽車以及家用轎車，車載視頻技術(shù)也不斷受到人們的重視。但目前廣泛使用的車載電視大部分還只局限于觀看錄制的電視節(jié)目及車內(nèi)實(shí)況錄像等，即便能夠查看諸如汽車行駛參數(shù)、車內(nèi)外溫度、系統(tǒng)狀態(tài)等一些重要信息，也必須不斷地切換視頻信號(hào)。因此，設(shè)計(jì)一種車載視頻圖形字符疊加系統(tǒng)，使各種視頻信號(hào)能夠同時(shí)疊加地顯示在電視屏幕上，就顯得格外重要。本文嘗試將超聲波測距的信號(hào)(倒車?yán)走_(dá))以字符的形式疊加到目標(biāo)的視頻信號(hào)上，達(dá)到更直觀的效果。

　　1 SPCE061A和MB90092的性能特點(diǎn)

　　1.1 SPCE061A的性能特點(diǎn)

　　SPCE061A是凌陽科技推出的一款16位結(jié)構(gòu)的微控制器。SPCE061A里內(nèi)嵌32K字的閃存(Flash)；具備2個(gè)16位可編程定時(shí)器／計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)；2個(gè)10位數(shù)／模轉(zhuǎn)換(D／A)輸出通道；32位通用可編程輸入／輸出端口；7通道10位電壓模／數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模／數(shù)轉(zhuǎn)換器；串行設(shè)備接口。較高的處理速度使μ’nSP能夠非常容易、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)。SPCE061A的開發(fā)是通過在線調(diào)試器PROBE實(shí)現(xiàn)的，在計(jì)算機(jī)IDE集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試功能。

　　1.2 MB90092的性能特點(diǎn)

　　MB90092是富士通公司推出的一款用CMOS工藝制成的專用視頻字符疊加芯片。內(nèi)部集成了顯示內(nèi)存(VRAM)、外掛字庫接口和視頻信號(hào)發(fā)生器，外部只需連接少量的元件就可以顯示漢字和圖形。MB90092提供兩種屏幕疊加方法，分別稱為“主屏”和“副屏”，二者可單獨(dú)或相互重疊出現(xiàn)在監(jiān)視器上；支持的字符顯示點(diǎn)陣為24×32，每個(gè)字符可以有不同的顏色。MB90092有視頻信號(hào)輸入腳，在內(nèi)部可完成視頻信號(hào)與字符信號(hào)的疊加，直接輸出復(fù)合視頻信號(hào)；內(nèi)部可自行產(chǎn)生同步信號(hào)，因此無需外加視頻信號(hào)和同步信號(hào)，可直接輸出字符信號(hào)至監(jiān)視器，在監(jiān)視器上顯示不同背景顏色、不同字符顏色的文本。

　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1 系統(tǒng)組成

　　單片機(jī)根據(jù)超聲波測距得到的信號(hào)，計(jì)算出倒車距離。從車后獲得的視頻信號(hào)經(jīng)LM1881分離出行同步信號(hào)和場同步信號(hào)后，與原視頻信號(hào)一同輸入MB90092。MB90092根據(jù)單片機(jī)的指令讀取字庫RAM中的字符，并將圖像信號(hào)、距離字符按一定比例混合在一起，送出視頻輸出信號(hào)?；鞠到y(tǒng)組成如圖1所示。

        
 
　　2.2 硬件電路設(shè)計(jì)

　　2.2.1 視頻輸入／輸出處理模塊

　　由于汽車外部視頻輸入信號(hào)電壓為Vp-p，而MB90092接收的復(fù)合視頻信號(hào)電壓是2Vp-p，而且需要有1 V的直流偏置。因此需要對(duì)視頻輸入信號(hào)進(jìn)行放大。放大電路采用OPA2354高頻高速放大器，如圖2所示。OPA2354是個(gè)雙運(yùn)放，在視頻輸出的部分由于MB90092的輸出阻抗較高，因此用OPA2354的一個(gè)運(yùn)放作射隨器輸出，保證了信號(hào)輸出的質(zhì)量。

　　2.2.2視頻同步分離電路

　　外同步信號(hào)是MB90092芯片疊加字符的重要信號(hào)，通過該信號(hào)的輸入來保證視頻信號(hào)和字符的同步疊加，因此選用了National Semiconductor公司的LM1881行場分離器。該電路的集成度高，只需少量外圍電阻、電容電路就可有效地提取出視頻信號(hào)中的同步信號(hào)。圖3中，LM1881的1腳和3腳分別接MB90092的水平同步信號(hào)輸入端口EXHSYN和垂直同步信號(hào)輸入端口EXVSYN。

　　2.2.3字符疊加電路

　　MB90092是通過CS(片選)、SCLK(串行時(shí)鐘)、SIN(串行數(shù)據(jù))3個(gè)引腳來接收外部控制指令和顯示數(shù)據(jù)的。MB90092的每條指令由2個(gè)字節(jié)組成，第1字節(jié)的高5位是命令碼，其余位和第2字節(jié)為數(shù)據(jù)。MB90092共有13種指令和2種保留指令。圖4是MB90092的外部接口時(shí)序圖。

　　字庫采用外掛的Flash存儲(chǔ)器，字符每個(gè)都是由24×32個(gè)點(diǎn)陣組成。根據(jù)芯片與外部字符存儲(chǔ)器的地址接口關(guān)系，以及芯片讀取點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的順序，先將所需要的字符燒錄到外部存儲(chǔ)器中。

　　字符疊加基本工作過程：①確定工作方式為外同步方式，外部視頻信與內(nèi)部字符同步；②發(fā)送字符顯示坐標(biāo)給MB90092，確定字符在屏幕上的坐標(biāo)；③發(fā)送字符代碼給MB90092，確定要顯示的字符。

　　2.3 軟件設(shè)計(jì)

　　SPCE061A主要完成超聲波測距，對(duì)MB90092進(jìn)行控制調(diào)用字庫RAM里的字符點(diǎn)陣。在讀取超聲波測量的數(shù)據(jù)后，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換為要調(diào)用字符的地址碼，以調(diào)用字庫RAM中要疊加的字符點(diǎn)陣。圖5為系統(tǒng)控制程序流程。

　　結(jié) 語

　　經(jīng)試用，該視頻字符疊加器工作可靠，響應(yīng)速度快，疊加字符圖形清晰，距離數(shù)字顯示準(zhǔn)確。同時(shí)，MB90092有豐富的顯示模式可供選擇，具有很好的應(yīng)用前景。