【導(dǎo)讀】本文為大家介紹的是一種實現(xiàn)LED顯示屏和計算機同步顯示的全新方法,可以完全取代多媒體視頻卡,從而避免了現(xiàn)有多媒體視頻卡的一些弊端,實現(xiàn)與國際顯示屏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的接軌。
LED顯示屏作為一種新興的顯示媒體,是集光電及計算機技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)品。隨著大規(guī)模集成電路和計算機技術(shù)的高速發(fā)展,得到了飛速發(fā)展,已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
在LED顯示系統(tǒng)中,絕大多數(shù)用來進(jìn)行傳輸、處理、控制的信號都是數(shù)字信號,而目前大多數(shù)計算機與外部顯示設(shè)備之間都是通過模擬VGA接口連接,計算機內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息,被顯卡中的D/A(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號和行、場同步信號,信號通過電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對于模擬顯示設(shè)備,如模擬CRT顯示器,信號被直接送到相應(yīng)的處理電路,驅(qū)動控制顯像管生成圖像。而對于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備,顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器,將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。
雖然現(xiàn)在市場上也有很多的數(shù)字顯示接口產(chǎn)品,它們有專門的計算機屏幕上的數(shù)字化紅、綠、藍(lán)三種基色信號和控制信號的輸出接口,但這些產(chǎn)品大多價位較高,有時還存在兼容性問題,而且還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
所以就模擬接口而言,顯示屏獲得數(shù)據(jù)的方法主要有兩種:其一是通過廠家提供的LED顯示屏專用多媒體視頻卡采集數(shù)據(jù),實現(xiàn)LED顯示屏和計算機的同步顯示;其二是通過截獲顯示卡輸出的模擬信號來獲取數(shù)據(jù),實現(xiàn)LED顯示屏和計算機的同步顯示。這兩種技術(shù)都已經(jīng)有了成型產(chǎn)品并應(yīng)用于LED顯示屏的實際工作中。
對于第一種方案,由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展必然會導(dǎo)致各種產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代,多媒體視頻卡將會因為不斷的技術(shù)更新而造成不必要的經(jīng)濟(jì)、資源浪費,從而被市場所淘汰。對于第二種方案,由于對應(yīng)不同的顯示卡和分辨率設(shè)置需要不斷的變換設(shè)置參數(shù),從而使產(chǎn)品的適應(yīng)性很差。
基于以上情況,本文提出了一種實現(xiàn)LED顯示屏和計算機同步顯示的全新方法,可以完全取代多媒體視頻卡,從而避免了現(xiàn)有多媒體視頻卡的一些弊端,實現(xiàn)與國際顯示屏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的接軌。
VGA轉(zhuǎn)換接口卡的設(shè)計原理
VGA轉(zhuǎn)換接口卡的基本工作原理是:采用A/D采集技術(shù),直接從通用的顯示卡模擬輸出采集圖像信息,無需再安裝多媒體視頻卡。將一路模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,送入顯示屏;將另一路模擬信號通過視頻前置放大器后仍以模擬信號的形式送回CRT顯示器,這樣可使顯示器的顯示內(nèi)容和LED顯示屏顯示的內(nèi)容保持實時一致,并可隨時監(jiān)控采集效果,A/D系統(tǒng)的采用,同時也降低了安裝、操作的復(fù)雜程度。VGA轉(zhuǎn)換接口卡作為計算機的外設(shè)可以做到“不開機安裝”,從而提高了整套系統(tǒng)的兼容性。其原理結(jié)構(gòu)框圖見圖1。
模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選取
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-Digital Converter,簡稱ADC),作為組成轉(zhuǎn)換接口卡的主要器件,其主要作用是將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成大屏幕能夠識別的數(shù)字量[4]。我們使用的是美國AD公司最新推出的高速、專用于RGB視頻的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件AD9884A-140型。
AD9884是智能型VGA、SVGA、XGA顯示轉(zhuǎn)換專用的高速(500MHz模擬帶寬)8位A/D轉(zhuǎn)換芯片,要用單片機初始化此芯片的內(nèi)部寄存器,以串行的方式寫入預(yù)定的工作模式,編寫結(jié)束后AD9884開始工作。
要用好一種新的器件,必須首先把器件的工作原理、性能指標(biāo)、極限工作參數(shù)及典型電路連接了解清楚。如果是智能器件,還要了解它的編程特性與參數(shù),并能在市場上買到它。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器件AD9884A是接口卡的主要芯片,其他器件都要圍繞該芯片進(jìn)行選擇。
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器件工作特性
器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理
AD9884A是一個完全8位140MSPS集成電路,能夠從計算機和工作站獲取RGB圖形信號。其140MSPS的編碼能力和500Hz全功率的模擬帶寬能夠支持1280×1024分辨率和75Hz的刷新頻率,精確獲得并數(shù)字化每一個像素。
為了將系統(tǒng)消耗和能源浪費降至最低,AD9884A包含一個內(nèi)部的+1.25v電壓參考,PLL從HSYNC產(chǎn)生一個像素時鐘,可編程增益、補償和箝位電路。使用者只需要提供一個+3.3v電源、模擬輸入、HSYNC信號。三態(tài)CMOS輸出可由2.5v-3.3v電源提供。
AD9884A的PLL鎖相環(huán)路從HSYNC信號輸入產(chǎn)生一個像素時鐘,像素時鐘的輸出頻率范圍從20MHz到140MHz。當(dāng)沒有HSYNC信號,COAST信號存在時,PLL維持它的輸出頻率。AD9884A提供32級采樣相位調(diào)節(jié)。數(shù)據(jù)、HSYNC信號和數(shù)據(jù)時鐘輸出相位關(guān)系是時刻保持一致的。可以用外部時鐘輸入作為像素時鐘而不使用PLL。
箝位信號由內(nèi)部產(chǎn)生或由使用者通過CLAMP輸入管腳提供。
顯示屏數(shù)據(jù)接收
從模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片輸出的三路RGB數(shù)字并行信號通過50針的數(shù)字輸出插座傳給顯示屏數(shù)據(jù)接收部分。接收部分由MC3486組成。掃描部分采用雙緩沖SRAM,每片存放一幀數(shù)據(jù),一片用于接收數(shù)據(jù)寫入,另一片用于掃描數(shù)據(jù)讀出。用幀信號v進(jìn)行切換。數(shù)據(jù)寫入列地址由傳送時鐘計數(shù)產(chǎn)生。行地址由行信號計數(shù)產(chǎn)生。掃描部分地址由晶體和計數(shù)器產(chǎn)生、地址切換采用二選一開關(guān)完成。
結(jié)論及未來發(fā)展方向
VGA轉(zhuǎn)換接口卡的設(shè)計目的就是為了解決目前多媒體視頻卡的尷尬境地,為顯示屏的發(fā)展提供實際的解決方案。無論微機技術(shù)如何發(fā)展,VGA轉(zhuǎn)換接口卡都能夠以不變應(yīng)萬變,提供顯示屏所需要的并行輸入數(shù)字信號。VGA接口卡具備銀河多媒體卡所具有的所有功能,同時它在標(biāo)準(zhǔn)化方面已滿足和國際化接軌的要求,提供了更高質(zhì)量的圖形信號。
該產(chǎn)品具有較高的性能價格比,目前已應(yīng)用于顯示屏產(chǎn)業(yè)中并取得了較好的效果。
從DVI技術(shù)的發(fā)展我們可以看到數(shù)字接口是未來的發(fā)展方向,這也為LED顯示屏技術(shù)的發(fā)展提出了一個全新的思路。隨著DVI技術(shù)的普及,我們可以通過兼容模擬、數(shù)字信號的DVI-I接口,使模擬信號送入CRT顯示器,而另一路數(shù)字信號通過一系列的整合可送入大屏幕,提供大屏幕所需的并行數(shù)字信號。屆時,LED顯示技術(shù)必將進(jìn)入一個更新的領(lǐng)域,為社會各行各業(yè)提供更高質(zhì)量的信息服務(wù)。