基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计(4)

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基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

东南大学硕士学位论文

第三章系统设计方案

§３．１系统设计要求

现在Ｕｍ全彩屏显示技术发展很快，根据现在市场的需求和目前的技术条件，本课题

对系统设计提出如下要求：

至少要在１０Ｍ｝配附近。

（２）全彩ＬＥＤ显示屏要求能显示视频画面，且要保证画面无闪烁感，图像分辨率要求达到与８００×６００的ＣＩＲ显像管相当。（１）要确保可靠性，尤其在数据传输和移位过程中，要求数据串行移位速率最好小于ｌＯ瑚乙

（３）彩色显示屏的红绿蓝三基色管的灰度等级理论值都应达到１２Ｂｉｔ＇亮度损失要小于３０％。（４）彩色显示屏耍有良好的对比度。

（５）彩色显示屏视角要足够宽（水平和垂直方向都要大于１２０度）。

（６）控制显示区域要能达到８００列×５１２行。

§３．２视频信号的获取

ｖＧＡ显示器及显示卡的接口都采用模拟方式来处理色彩，因此具有无限的色彩显示和传输能力。由于显卡连接的是模拟监视器，从显卡上无法直接取得数字视频信号，要获得数字视频信号就需要采用视频卡或利用ＤⅥ接口。

北京恒基天利公司设计的视频卡是集显示、解压，动画加速等多功能于一体的多媒体卡。它将ｖＧＡ上的红、绿，蓝各８位信号输出，可达２ｓ６级灰度，最高可实现１６埘种颜色信号。实现真用口，其输出信号为．ｒｒＬ电平，具体各管脚的定义如表３２．１。正的真彩色。５０芯插针的数字输出口（其排列示意图见图２．２．２所示）是专门提供给ｕ！Ｄ显示屏的专

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信号名

ＢＬ氏ＮＫ

ＣＬＫ管脚号２或４８４描述复合消隐信号点时钟信号

红色信号（８位）ＲＥＤ【７：０】６，８，ｌＯ，１２，１４＇１６＇４１，４２

ｌＧＲ髓Ｎ【７：０】８．２０’２２’２４，２６，２墨４３，４４绿色信号（８位）

蓝色信号（８位）

接地信号

场同步信号

行同步信号Ｂ叫Ｅ【７：０】ＧＮＤＶＳＹＮＣＨＳＹＮＣ３０，３２，３４，３６，３８，４Ｊ０，４５，４６ｒ３９的奇数，４７４９５０

ｃｕ（点时钟、ＨｓＹＮｃ、ＶｓＹＮｃ信号随不同的分辨率模式其频率也不同，表３．２．２给出几种不同分辨率模式下的频率。

基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

第三章系统设计方案

表３．２．２点时钟、行、场信号频率

分辨率颜色行信号场信号点时钟

６４０×４８０１６＿１６．７Ｍ３１．５ＫＨＺ６０ＨＺ２５．１７５ＭＨＺ

８００ｘ６００１６＿１６．７Ｍ３７．９ＫＨＺ６Ｉ）舷４０＾ｄ时Ｚ

１０２４×７６８１６＿６４Ｋ４８．４ＫＨＺ６０ＨＺ６５～毗Ｚ

１２８０×１０２４１６’２５６６４ＫＨＺ６眦１０８Ｍ时Ｚ

传统的ＶＧＡ显示接口是一种模拟接口。在这种接口条件下，计算机以数字方式生成的图像信息，被显卡中的模／数转换器转变为Ｒ，Ｇ，Ｂ，三原色信号和行，场同步信号。对模拟设备，如ＣＲＴ，则送到相应的处理电路，驱动显像管生成图像。而对于数字显示设备，如液晶显示器（ＬｃＤ）或ｕＤ显示屏。则需要数字信号驱动。视频卡是将显卡的模拟信号转变为数字信号，这种数字～模拟～数字二次转换的缺点是很明显的．转换器精度和有限的带宽都将影响图像质量。对数字显示设备而言，采用数字接口是一种理想的选择，由于没有Ｄ／Ａ和Ａ／Ｄ过程，避免了图像细节的丢失。ＤⅥ接口可以作为数字显示设备理想的数字视频信号源。在本设计中为了提高图像质量，减少电路复杂性和信号转换环节，降低成本，选用ＤⅥ接口作为ＬＥＤ全彩显示屏的数字视频信号源。关于ＤⅥ接口将在第四章作详细介绍。

§３．３视频数字信号的传输

同步控制系统主要有二块卡组成，一块是数据采集发送卡，插在计算机的ＰｃＩ槽内，

另一块是安装在屏体背后的数据处理驱动卡，数据采集发送卡和数据处理驱动卡之间的传输属于长线传输。其通信方式在很大程度上决定着同步控制系统的性能和质量。

（１）ＲＳ－４２２或ＲＳ－４８５

过去，通讯接口电平采用ＲＳ－４２２标准。Ｒｓ．４２２标准是一种平衡方式传输的标准，所谓平衡，即双端发送和双端接受，传送信号要用两线制从、和ＢＢ、。发送端和接收端分别采用平衡发送器和差动接收器，如图３．３．１所示。

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图３．３．１Ｒｓ－４２２标准传输线连接

ＲＳ＿４２２标准的电气特性对逻辑电平的定义是根据两条传输线之间的电位差来决定的。当从、线电平比ＢＢ、线电平低－２ｖ时，表示逻辑“１”：当从、线电平比ＢＢ、线电平高＋２ｖ时，表示逻辑“Ｏ”。由于Ｒｓ４２２标准采用了双线传输，大大增加了抗共模干扰的能力，因此最大数据传输率可达１０Ｍ姚（传送距离为１５ｍ）。若传输速率降到９０ｋｂ／ｓ时。则最大距离可达１２００ｍ。Ｒｓ－４２２电路由发送器，平衡连接电缆，电缆终端负载和接收器组成。它通过平衡发送器把逻辑电平变换成电位差，完成始端的信息传送；通过差动接收器，把电位差变换成逻辑电平，实现终端的信息接收。因而数据采集发送卡还需把视频信号的逻辑电平转换成差动信号。Ｒｓ－４２２标准规定电路中只许有一个发送器，但可以有多个接收器。因此一块数据采集发送卡可带几块资料接收板。为了实现Ｒｓ－４２２标准接口的电路设计 …… 此处隐藏：1437字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……