某型無人機(jī)信息系統(tǒng)字符疊加模塊設(shè)計(jì)

摘要：為了獲得二維圖像中目標(biāo)空間方位信息的同時(shí)，保證圖像幀信息同步，采用了一種基于MB90092芯片的字符疊加方法。分析了視頻字符疊加原理，給出了字符疊加電路實(shí)現(xiàn)方法，設(shè)計(jì)了疊加系統(tǒng)主程序流程及中斷子程序流程，研究了各子模塊的功能及工作原理。該疊加模塊應(yīng)用于某型無人機(jī)信息系咎，疊加系統(tǒng)工作正常，疊加圖像質(zhì)量較好，能夠滿足系統(tǒng)獲取相關(guān)信息的需求。
關(guān)鍵詞：字符疊加；信息系統(tǒng)；目標(biāo)信息；顯示模塊

信息系統(tǒng)是無人機(jī)為完成目標(biāo)偵察任務(wù)而配備的，負(fù)責(zé)對(duì)信息的獲取、數(shù)據(jù)傳輸以及目標(biāo)信息分析處理的系統(tǒng)，用于對(duì)靶場(chǎng)目標(biāo)命中情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并做出及時(shí)評(píng)估，以及對(duì)攻擊效果進(jìn)行空中偵察。同時(shí)，該系統(tǒng)也可用于空軍對(duì)地攻擊前對(duì)敵方目標(biāo)的預(yù)先偵察，為飛行員使用電視制導(dǎo)武器提供準(zhǔn)確的地形、航路地標(biāo)、目標(biāo)等信息。因此，獲取目標(biāo)場(chǎng)景以及目標(biāo)的空間方位、距離等信息是偵察無人機(jī)信息系統(tǒng)必須具備的基本功能。
為保證圖像幀信息同步和信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)組成簡(jiǎn)單，采用字符疊加技術(shù)，將所需信息通過字符疊加功能模塊與視頻圖像進(jìn)行疊加，疊加后的視頻信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)鏈路子系統(tǒng)傳輸?shù)叫畔⒎治鎏幚碜酉到y(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)信息的分析。

1 視頻字符疊加原理
字符通常是指數(shù)字、字母、常用符號(hào)等由ASCII碼表示的符號(hào)，以點(diǎn)陣的形式存儲(chǔ)。字符發(fā)生器是一種專用的ROM存放著常用字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，需要疊加時(shí)調(diào)出ROM中的字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，當(dāng)這些點(diǎn)陣數(shù)據(jù)脈沖與行同步脈沖相關(guān)時(shí)，即各行中同一位置的點(diǎn)陣脈沖滯后于該行同步脈沖一個(gè)固定時(shí)間時(shí)，字符圖形顯示在監(jiān)視器上才能穩(wěn)定。同步分離電路從全電視信號(hào)中分離場(chǎng)，行同步信號(hào)作為顯示的基準(zhǔn)。行同步脈沖決定一行字符在屏幕的總寬度。AT89S52對(duì)行同步脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，在指定的行內(nèi)發(fā)出垂直方向顯示脈沖，在脈沖有效的行內(nèi)顯示字符。這就完成了字符在視頻信號(hào)上的疊加。其原理圖如圖1所示。

2 基于MB90092芯片字符疊加設(shè)計(jì)
2．1 MB90092芯片簡(jiǎn)介
MB90092芯片是FUJITSU公司推出的一種OSD芯片。使用該芯片設(shè)計(jì)疊加電路，不僅軟件編程簡(jiǎn)單，而且可真正實(shí)現(xiàn)全中文顯示。作為顯示文本和圖形的控制器，MB90092支持的字符顯示點(diǎn)陣為24x32，每個(gè)字符可以有不同顏色。它有視頻信號(hào)輸入腳，在內(nèi)部可完成視頻信號(hào)與字符信號(hào)疊加，直接輸出復(fù)合視頻信號(hào)。MB90092內(nèi)部可自行產(chǎn)生同步信號(hào)，因此，無須外加視頻信號(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、不同的字符顏色的文本。MB90092和外部ROM連接，可顯示4 096個(gè)不同字符；它內(nèi)含視頻顯示存儲(chǔ)器(VRAM)和視頻信號(hào)發(fā)生器，外加一個(gè)字庫芯片以及少量的外部元件，就可以組成字符疊加電路。
2．2 字符疊加電路實(shí)現(xiàn)
字符疊加功能模塊采用89S52單片機(jī)、MB90092、W29EE011(作為字庫芯片)、MAX3232芯片、LM1881芯片及少量的外圍電路對(duì)模擬視頻輸入信號(hào)進(jìn)行字符疊加，形成混合視頻信號(hào)輸出。
整個(gè)電路以MB90092芯片為核心，89S52單片機(jī)作為控制芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)。
首先，檢測(cè)視頻信號(hào)，當(dāng)視頻信號(hào)存在時(shí)，通過同步信號(hào)分離模塊LM1881將外輸入的復(fù)合視頻信號(hào)中的復(fù)合行場(chǎng)同步信號(hào)分離出來，在MB90092的EXHSYN腳輸入行同步，在MB90092的EXVSYN腳輸入場(chǎng)同步，通過設(shè)置讓MB90092工作于復(fù)合行場(chǎng)同步信號(hào)輸入方式，由AT89S52向MB90092發(fā)送控制命令，如顯示控制、VRAM寫地址控制等，按照系統(tǒng)功能需要從字符芯片中產(chǎn)生相應(yīng)的字符，再與外輸入視頻信號(hào)進(jìn)行疊加得到混合信號(hào)輸出到圖像發(fā)射機(jī)。字符疊加模塊結(jié)構(gòu)圖及內(nèi)外交聯(lián)關(guān)系如圖2所示。