屏顯示器件MC141541及其接口技術(shù)
1、引言
在某些圖像處理系統(tǒng)中,往往需要在顯示目標視頻圖像的同時,顯示其參數(shù)及提示等信息。如醫(yī)療設(shè)備B超、CT、X透視,除了在監(jiān)視器顯示人體內(nèi)部的組織器定外,還要顯示相關(guān)參數(shù),以輔助醫(yī)生作出準確診斷。電力系統(tǒng)的紅色外檢測設(shè)備在顯示被測目標的熱像時,還要顯示出其溫度等參數(shù),以便測試人員從定性的熱像和定量的參數(shù)中診斷出故障所在。
利用MC141541在屏顯示器件可使微處理器(MPU)通過I2C總線接口將需要顯示的數(shù)據(jù)定入在屏顯示器件(OSD),然后將數(shù)據(jù)輸出顯示。其字符的顯示及同步均由OSD完成。OSD作為獨立的智能I/O,可大大減輕MPU的負擔(dān)。
2、I2C總線
I2C總線由PHILIPS公司推出,目前已廣泛應(yīng)用于MPU系統(tǒng)及數(shù)字電視等領(lǐng)域。它只有二根信號線:一根是雙向數(shù)據(jù)線SDA,另一根是時鐘線SCL。所有連接到I2C總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)SDA都連接到總線的SDA線上,各設(shè)備的時鐘線SCL接到總線的SCL。具有I2C總線的器件有很多種類,常用的如LED驅(qū)動器、LCD驅(qū)動器、靜態(tài)RAM、EEPROM、時鐘/日歷、A/D、D/A、電視類及音響類器件等。I2C總線的標準傳輸速度為100k bit/s,而其高速方式的傳輸速度為400k bit/s。組成I2C總線的關(guān)鍵是其傳輸協(xié)議,即如何使總線上的主器件(通常是MPU)協(xié)調(diào)總線上的從器件。協(xié)議主要包括以下幾個典型過程:
?。?)一位數(shù)據(jù)傳送:串行數(shù)據(jù)總線是按位傳送的,因此位數(shù)據(jù)傳送是I2C總線數(shù)據(jù)傳送的最基本,也是最重要的過程。I2C總線規(guī)定SCL上一個時鐘周期只能傳送一位數(shù)據(jù);
(2)起動和停止:起動和停止信號由主機發(fā)出,以控制總線上的數(shù)據(jù)傳送。從設(shè)備在偵聽到總線上的起動信號后開始準備收發(fā)數(shù)據(jù);而監(jiān)測到停止信號后結(jié)束數(shù)據(jù)傳送。因而,起動和停止協(xié)議控制著一幀完整的數(shù)據(jù)傳輸。
?。?)應(yīng)答:在一個字節(jié)(8位)數(shù)據(jù)傳送完畢后,接下來的一個時鐘周期(即第9個)為應(yīng)答過程。應(yīng)答過程可保證傳送數(shù)據(jù)的完整性,并可用來檢驗其有效性。
(4)尋址:要對并行數(shù)據(jù)總線上的I/O進行操作,就必須對地址總線進行譯以選中某個I/O。而I2C總線并無地址總線,它是利用所發(fā)送串行數(shù)據(jù)的頭幾個字節(jié)作為地址來選中I2C總線的I/O設(shè)備的。每個I2C總線的I/O設(shè)備都有一個I2C地址。
MC141541是MOTOROLA公司推出的增強型在屏顯示器件(EMOSD),可廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視及圖像系統(tǒng)中。其主要性能如下:
●具有二種可選分辨率模式,分別為320點/行(CGA)和480點/行(EGA);
●內(nèi)置PLL電路,最高行頻為110kHz,點時鐘頻率為52.8MHz;
●內(nèi)部273字節(jié)寄存器可直接存取,全屏字符為10行×24列;
●字符集為128個符號圖形ROM和8個用戶可編程RAM。10×16點陣字符。其字符顏色、背景顏色、雙倍高度、雙倍寬度、邊框及陰影均可編程;
●I2C總線接口地址為7A(Hex);
●采用單5V電源供電;
MC141541的接口電路原理圖如圖1所示。其中:Vss和VDD分別為地和電源端;Vco和RP用于外接振蕩電路;H、V分別為分、場同步輸入信號;SDA、SCL分別為I2C總線數(shù)據(jù)和時鐘信號;SS為I2C總線允許信號;R、G、B為輸出至監(jiān)視器的RGB TTL電平信號。
MC141541是一種I2C總線接口器件,它的硬件接口非常簡單。根據(jù)上述規(guī)則,只須將SDA與I2C總線的SDA信號相接,并將SCL與I2C總線的SCL信號相連即可。MC141541與MPU接口的關(guān)鍵在于按照I2C總線協(xié)議進行編程。
MC141541的數(shù)據(jù)包格式如下:
這樣,在監(jiān)視器上顯示字符時,只須送出行、列坐標地址,然后再送出字符代碼即可。在編程時,上述格式具體可劃分為下述三種方式:
(1)R→C→I→R→C→I……
(2)R→C→I→C→I→C→I→……
(3)R→C→I→I→I……
MC141541可編程的字符RAM編程格式如下:
在編程時,上述格式亦可劃分為下述三種方式:
(1)S→L→I→S→L→I……
(2)S→L→I→S→L→S→L……
(3)S→L→I→I→I……
在字符RAM編程格式中,SEG ADDRESS和LINE ADDRESS分別為要編程字符RAM的段、線地址,而其段地址字符RAM字模的位置內(nèi)容由線地址尋址的RAM決定。這樣,通過編程字符RAM就可以得到任意字符、圖標及漢字。
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