基于MAX7456的字符叠加系统设计

上电后，系统先对串口进行初始化，然后设置视频的输出模式和线程模式，接着单片机就等待串口传来的命令，当有命令满足中断条件时，单片机进入中断处理程序，将要显示的字符在指定的位置上以指定的属性叠加在视频信号上。
单片机与MAX7456的通信主要是通过SPI接口来实现的，SPI的时序图如图4所示。当单片机向MAX7456写数据时，首先拉低使能SPI口，在SCLK上升沿数据输入SDIN。当变为高电平时，数据被锁存至输入寄存器，如果在传输过程中变为高电平，则本次操作失败。变为低电平后，器件等待第一个输入到SDIN中的字节。以确定所执行数据传输的类型。SPI命令为16位，高8位代表寄存器地址，低8位代表数据。

2 创建新字符
由于MAX7456器件内部只集成了256个字符，这些字符并不能满足所有的需要，因此需要创建所需要的字符。用户定义的字符集结合输入视频流产生CVBS和OSD视频输出。最多可存储256个12×18像素字符，可以进行动态设置。在525线模式时，显示13行x30字符；在625线模式时，显示16行x30字符。MAX7456 OSD含有两组存储器：显示存储器(SRAM)和非易失字符存储器(NVM)。
显示存储器(SRAM)存储480个字符地址，这些地址“指向”存储在NVM字符存储器中的字符。显示存储器中的内容可由用户编程，具有SPI兼容串行接口。显示存储器地址对应于监视器的固定位置。每一字符都需要两个字节，第1个字节含有字符存储器中的字符数，第2个字节含有字符属性状态位，字符从左向右，自上而下排序。
非易失字符存储器存储要显示的字符或图形映射。字符存储器中的内容可由用户编程，采用SPI兼容串行接口。每一字符含有12行×18列像素。每一像素含有2个比特：00=黑色，不透明；0l=透明；10=白色，不透明；11=透明。因此，每个字符有12×18=216个像素，一个8位字节表示4个像素，所以每个字符需要216／4=54字节的数据。为方便寻址，存储器组织结构采用64字节块，每前54个字节表示一个字符，剩余10个字节没有使用。所以，字符存储器长度是64×256=16 384字节。因此，每个显示存储器地址位置包含的数值实际是对应于所选字符的64字节块地址。
使用MAX7456提供的GUI软件，能够控制器件，下载定制图形。字符存储器数据在一个文件中，文件的文件扩展名是*．mcm字符存储器。用记事本打开这个文件可以看到文件共有16 385行，第1行显示的是MAX7456，第2行到最后一行显示的都是8个二进制的数据。修改这些8位的二进制数就能够得到需要的字符或图形。

3 系统在导航中的应用
将摄像头信号接入所设计的字符叠加系统，视频输出接LCD显示屏，在显示屏上叠加导航所需要的信息：南京理工大学(NJUST)、日期(2009年12月8日)、纬度(Lat 32．518)、经度(Lon 118．137)、速度(V：15 m／s)，航向(H：65．86)，叠加效果如图5所示。

从图5可以看到，字符采用的是白底黑边，无论光线强弱都可以很清楚地显示所需要的信息，实际应用表明，本文设计的字符叠加系统操作方便，工作稳定，可以在比较复杂的环境中使用。

4 结束语
本文设计的视频叠加系统具有电路结构简单，成本较低，使用方便的特点，能实现视频图像中任意字符的叠加，当需要大的字符或者图案显示的时候，可将一个大的字符分成多个小的字符，也就是用多个54字节显示。实际使用证明该系统具有体积小、显示清晰、工作稳定、功耗低等特点，因此该系统可以应用于军事、航空、社会生活等监控系统中。