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基于CH7004的嵌入式系统VGA接口设计

发布时间:2018-09-26 06:29:33  来源:大电流电感厂家   查看:

1 引言
嵌入式系统的终端显示倾向选择LCD显示器。但在大屏幕显示情况下,大型工业级LCD液品显示器造价高。选择性少。而为嵌入式系统增加标准VGA接口可很好地解决该问题。支持VGA接口的显示设备众多且价格相对较低,而且显示设备的更换不会对嵌入式系统产生影响。ARM9器件S3C2410在嵌入式系统中应用广泛。这里主要针对该处理器介绍基于CH7004的嵌入式系统VGA接口设计。该设计方案硬件设计和软件实现简单,成本较低,从而为嵌入式设备提供了简单有效的大屏幕图像显示解决方案。

2 VGA接口
VGA(Video Graphics Array)是一个模拟信号接口,是IBM公司推出的一种视频传输标准。该接口具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点,在彩色显示器领域得到了广泛的应用。
(1)VGA接口引脚表1为15针VGA接口引脚信号的定义列表。
(2)VGA接口时序VGA接口有多种时序,应用时根据具体需要选择不同的时序。图1为640×480在60 Hz模式下的VGA接口时序图。

3 器件介绍
3.1 LCD控制器简介
S3C2410处理器采用16/32位指令的 ARM920电感器的功能T内核,最高工作频率为202 MHz,内部带有丰富的外设资源,低功耗、低价格、高性能的特点使其在嵌入式系统中应用广泛。LCD控制器是S3C2410内部集成外设,具有以下特点:支持STN、TFT两种类型液晶显示屏;支持多种颜色模式,最高支持24位颜色模式;LCD控制时序可由用户根据实际情况需要设置。
3.1.1 LCD控制器引脚功能
LCD控制器引脚分为时序控制端口和数据端口。与该设计相关的端口具体含义见表2。

3.1.2 LCD控制器内部控制寄存器
LCD控制器内部有5个控制寄存器:LCDCON1~LCD-CON5。LCDCON1控制像素时钟、扫描模式和颜色模式;LCDCON2控制帧同步脉冲宽度、帧有效行数及帧同步前、后的无效行数:LCDCON3主要控制行有效像素点数以及行同步前、后的无效像素点数:LCDCON4主要控制行同步脉冲宽度:LCDCON5主要控制行、场同步脉冲和数据有效信号极性,16位色颜色格式.数据输出与像素时钟跳变关系。
3.2 CH7004器件简介
CH7004是Chrontel公司生产的一款数字转换为模拟的视频编码器,其内部编码器支持NSTL、PAL两种视频制式,通用数字输入接口支持8、 12、15、16和24位数字RGB或者YCrCb格式输入,支持5种图像分辨率,内部集成3路相互独立的高速视频数模转换器,可由用户控制输出模拟 RGB或YUV,提供I2C接口供用户控制器件工作模式。

4 VGA接口设计
S3C2410处理器的LCD控制器用于产生图像数据、VGA接口时序(640x480,60 Hz)以及配置CH7004的工作模式。CH7004将数字图像数据模拟化,最终产生的模拟图像信号供支持VGA接口的显示器显示。VGA接口的硬件连接见图2。

这里选择(640x480,60 Hz)模式,是由实际需要和硬件特性决定的:(1)嵌入式系统中的图像尺寸大多低于640x480,采用这种VGA模式显示不会丢失任何原始图像信息; (2)VGA的每种显示模式所要求的像素时钟不同,而S3C2410内部LCD控制的像素时钟由器件的主频分频而来,在各种分频后的像素时钟里只有25. 25 MHz(202 MHz主频进行8分频)与VGA模式中的(640x480,60 Hz)模式所要求的像素时钟25.175 MHz最为接近,微小的像素时钟偏差不会影响VGA接口显示;(3)16位色情况下,(640x480,60 Hz)模式数据流带宽为35.2 MB/s,因而不会堵塞S3C2410数据总线,不影响处理器的其他控制、数据处理操作。
CH7004的数据输入端口D0~D15与LCD控制器的相应数据输出端口连接,LCD控制器的像素时钟VCLK通过XCLK端输入CH7004内部, ADDR为低设置CH7004的I2C总线地址,为0x76。CH7004输出端需考虑视频信号阻抗匹配问题,否则会出现图像重影、雪花、或边缘有波纹等问题。

5 LCD控制器和CH7004配置
5.1 LCD控制器的设置流程
将LCD控制器工作模式设置为(640x480,60 Hz),16位色(5:6:5),TFT模式。
(1)将系统主时钟(FCLK)设置为202 MHz,外设时钟(HCLK)设置为101 MHz;
(2)将LCD控制器外部端口设置为TFT作模式;

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