基于TVP5150的视频LCD显示设计

摘要：视频监控显示器在工业、生活及军事领域都有广泛应用。本文设计了一种可在TFT液晶屏上显示的视频监控显示器，以内嵌8051单片机的TFT液晶缩放引擎芯片为控制中心，以视频转换芯片TVP5150为硬件核心。电路将模拟视频信号编码为ITU-R BT．656类型的数据流。单片机管理整个工作流程，缩放引擎芯片进行图像处理，把数据流转换为低电压差分信号，最终在液晶屏上获得监控图像。该显示器结构轻薄，电路简单，性能可靠，图像显示清晰稳定。
关键词：TVP5150；ITU-R BT．656；图形缩放引擎；低电压差分信号

视频监控系统目前在军用车载侦察、日常生产、生活中应用十分广泛。随着数字化生活的进一步提高，当前视频监控系统正逐步由模拟化走向数字化。现代常见的数字视频处理系统通常使用视频解码芯片将模拟视频信号直接转换成数字信号，应用较多的有philips的SAA711 1、SAA7114，TI的TVPS022、TVP5150等。TI公司的视频解码芯片TVP5150以其卓越的性能和高性价比广泛地得到应用，它能将模拟视频信号转换成为符合ITU-R BT．656标准的数字信号，使用数字化接口的LCD显示器能获得比传统CRT显示器更清晰、稳定的画面。
视频转换处理电路是LCD监视器里最重要的组成部分，主要由视频转换芯片和液晶控制芯片(SCALER)组成。

1 系统总体设计方案
1．1 原理
本系统主要由视频转换模块、8051内核单片机和液晶图形缩放引擎(SCALER)组成，系统框图如图1所示。NOVATEK单片机通过I2C接口控制其余两部分模块的工作，TVP5150把复合视频转换成标准8位的ITU-RBI.656格式的数字信号传输到SCALER，SCALER通过解码矩阵电路把解调后的信号转换成三基色RGB信号，最后通过增益／偏移控制、伽马校正、抖动处理和图形缩放变成LVDS信号输出到液晶屏，单片机通过串口连接主机可以检测TVP5150和SCALER的工作状态。

1．2 ITU-RIBT．656视频标准
ITU-R BT.601是“演播室数字电视编码参数”标准，而ITU-R BT.656则是ITU-R BT.601附件A中的数字接口标准。ITU-R BT．656输出8位Y：Cb：Cr=4：2：2的数据格式，同步信号内嵌于数据流中串行输出，也可以单独引脚与数据流并行输出。图2所示为完整的一帧数据，分奇偶两场，23～311行是偶数场数据，366～624行是奇数场数据，FID为奇偶场指示信号，在场同步信号(VSYNC)下降沿跳变。VBLK为场消隐信号，高电平有效，可以通过设置TVP5150寄存器来改变其长短，控制有效图像数据输出，因此在VBLK信号低电平期间对应输出视频有效数据。

每一行的数据结构如图3所示。每行开始的288字节为行控制信号，开始的4字节为EAV(有效视频结束)信号，紧接着280个固定填充数据，最后4个字节是SAV(有效视频起始)信号。SAV信号和EAV信号有3字节的前导：FF、FF、00；最后1字节XY表示该行位于整个数据帧的位置以及如何区分SAV、EAV信号。