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1、采用采用 SAA7110SAA7110 和和 AL250AL250 集成芯片的集成芯片的 TV/VGATV/VGA 转换电路转换电路介绍一种采用SAA7110视频信号解码芯片和和AL250视频扫描同步信号倍频芯片设计的电视信号到计算机 VGA 信号的转换电路，并给出了硬件电路设计方法和 I2C 总线单片机编程控制方法。基于 CRT(阴极射线管)的电视机和计算机监视器具有相同的基本工作原理和相似的外形，但电视信号(Tv)与计算机监视器的 VGA 信号之间存在很大差别， 使得两种显示设备无法通用。 Averlogic公司视频处理芯片 AL250 具有视频信号倍频作用，可与 Philips 公司的前
2、瑞视频解码芯片SAA7110 配合组成 TVVGA 转换电路，其输出信号可以直接输入到计算机显示器。1、TV 信号和 VGA 信号TV 信号是一种随行扫描信号，把一帧图像分为两场来显示，第一场显示奇数行，第二场显示偶数行，因而每秒钟显示的帧数为逐行扫描时的一半，行频也减为原来的一半。而 VGA 信号为满足高分辨率的要求，采取逐行显示的方式，场频与帧频相等，因此当每帧图像的行数相同时，VGA信号的行频是 TV 信号行频的两倍。同时，TV 信号将亮度、色彩、扫描同步等信号复合为一路信号，而 VGA 信号是分离的 R、G、B 信号和行频、场频扫描同步信号，因而 TV 信号必须通过解码和倍频两步处理，
3、才能转变为 VGA 信号。2、芯片介绍TVVGA 转换电路包括两块主要 IC： PHILIPS 公司的 SAA7110 芯片和 AVERLOGIC 公司的 AL250 芯片。SAA7110 是应用于桌面视频设备的单片视频信号前端处理芯片，采用 CM0S 工艺设计，用于模拟视频信号前段和数字视频信号的解码。它基于行锁定的时钟解码原理，具有以下性能：六个模拟信号输入端(6CVBS 或 3Y/C)，可以输入 NTSC/PAL 制视频信号；三个模拟信号处理通道和三个模拟滤波器；两个 8 位模数转换器(ADC)；输出 8 位数字格式的 YUV(4：2：2 和 4：1：1)信号；内建 YUV 总线的亮度、
4、对比度、饱和度的控制器调节器；自动探测 50Hz 或则 60Hz 的场频；内置时钟信号产生电路(CGC)，外接 26.8MHz 的晶振即可用于处理各种不同标准输入信号；I2C 总线控制接口，通过外界软件编程可以控制其工作方式，如选择输入信号通道，调节主要信号处理通道的增益、亮度、对比度及饱和度等。该芯片可应用于各种桌面视频设备、多媒体设备、数字电视、图像处理设备，也可用于可视、视频图像采集卡等。AL250 是视频扫描同步信号倍频器(随行扫描到逐行扫描转换)， 适用于 NTSCPAL 制和 ITURBT601(CCIR 601)制(模拟视频)信号或 YUV422、1 / 4RCB565 制(数字
5、视频)信号，与前级解码芯片配合使用，可以实现TV 信号到 VGA 信号的转变。其性能如下：将隔行 TV 信号(NTSC/PAL 制)转换为逐行 VGA 格式的 R、G、B 信号；自动检测 NTSC/PAL 制的输入信号；输出 VGA 信号分辨率为 640480（NTSC 制）或 768576(PAL 制)；高集成度设计， 内建 DAC(数模转换器)、 SRAM(静态存储器)、 0SD 和 LUT(查找表， 提供 GAMMA校正等功能)；I2C 总线控制接口，通过编程可以控制芯片工作方式，编辑位图和校正输出信号等；自动初始化功能，按硬件电路状态完成初始化，无需编程控制；使用 5V 或 3.3V
6、电源，降低了功耗。该芯片可应用于各种计算机电视卡、逐行扫描电视机、视频游戏机、播放机、 液晶电视机等视频设备。3、 TVVGA 转换电路此主题相关图片如下：TVVCA 转换电路包括 SAA7110 芯片、AL250 芯片、单片机控制电路以及附加电路等。电路原理图如图 1 所示。SA7110 是前端解码器，有六个信号输入引脚，可组成 8 种输入端和信号处理通道不同的输入模式。在本电路设计上，选择 AI_21 引脚为 CVBS 信号输入端，AI_32、AI_4l 引脚分别为亮度、颜色分离的 S-VIDEO 信号的 Y、C 输入端。信号经过内部模数转换器的处理，以 8 位数据的格式输出亮度信号和色差
7、信号，并输出行、场同步信号。芯片外接26.8MHz 的石英晶体振荡器，振荡频率的准确性和稳定性直接影响输出信号。例如使用 26.6MHz 的晶振时， 彩色图像的色彩信息几乎全部丢失，画面近于黑白。SAA7110 本身不能进行初始化，需要主控器通过 I2C 总线(SDA、SCL引脚)写入初始化数据。AL250 是起倍频作用的后端处理芯片，输入经解码处理的数字视频信号和行、场同步信号，输出VGA 格式的 R、G、B 模拟信号和行频、场频信号。2 / 4芯片在上电时可以按 STD0、STDl、INTYPE、SQUARE、TESTIN、OVLCTRL 等引脚的电平状态(高低)自动进行初始化，也可以由单
8、片机通过 I2C 总线进行软件初始化，并实现 OSD、LUT 等功能。SAA7110 和AL250都具有I2C总线接口， 包括两根信号线： SDA 引脚(数据线)和SCL 引脚(时钟线)。I2C 总线是由 PHILIIPS 公司设计的两线式串行交互通讯方式总线，通讯系统包括主控机和从属机， 数据传送由主控机控制完成。 本电路中 SA7110 和 AL250 都是从属机， 主控机采用 ATMEL89C51单片机，通过软件设计模拟 I2C 总线功能。电路部分连线如图 2 所示。此主题相关图片如下：SAA7110 和 AL250 都使用 5V 电源，总工作电流约为 600mA，采用一块 LM7805
9、 集成稳压电源即可满足整个电路的供电要求。SAA7110 和 AL250 内部都包括模拟电路和数字电路，为减小两种电路间的相互干扰，模拟电路和数字电路的电源应相互隔离。4、软件设计I2C 总线写读命令格式如下：写信号：SWrite Slave AddressARegisterIndexADataAP读信号：SWrite Slave AddressARegister IndexASRead SlaveAddressADataNAP其中， S为起始信号;Write Slave Address为写命令的从属器地址， SAA7110 为 9CH， AL250为 58H;Write Slave Addr
10、ess为读命令的从属器地址，SA7110 为 9DH，AL250 为 59H；A为从属器产生的确认标志；Register Index为芯片内部寄存器的地址，SA7110 和 AL250 分别有 47 和 42 个 8 位数据寄存器， 用于控制芯片的工作； Data为要写入或读出寄存器的数据；3 / 4P为停止信号。AL250 具有自动初始化功能，同时也可以通过将 GENERAL 寄存器(地址为 03H)的第四位置 I 来隔蔽硬件设置引脚，并按寄存器 BOARDCONFIG(地址为 O2H)中的内容初始化芯片，寄存器值为 10H表示输示为 NTSC 制。11H 表示为 PAL 制。当值为 12H
11、 时，芯片自动检测输入信号的格式。向寄存器 10H 中写入数据 43H 或 83H 可以激活 AL250 的 OSD 功能，并可通过 11H、13H 等寄存器完成位图编辑。而在10H 中写入 1CH、1DH、1EH 则分别打开红、绿、蓝LUT，实现图像的 GAMMA 校正。最简单的初始化程序只需向 SA7110 中的寄存器写入初始化数据(寄存器地址为 00H-19H、20H-32H)。通过设置寄存器20H、21H、22H 和 2CH 的内容选择信号输入模式。输入 CVBS 信号时，寄存器的值分别为 D9H、16H、40H、03H，而输入 S-VIDEO 信号时，这些值变为 3CH、21H、C1
12、H和 23H。改变其它寄存器的内容，还可以调节输出信号的亮度、对比度、增益及输出信号的相位关系。如寄存器 01H-05H、14H-18H 分别用于控制 50Hz/60Hz 场频时行频信号的上、下沿位置，06H 和 07H 用于控制信号的亮度和色度。89C51 单片机本身没有 I2C 总线，必须按I2c 通信数据的格式通过软件设计模拟这一功能。电路上选择 P1.6 和 P1.7IO 口作为 SCL 线和 SDA 线。程序采用C51 单片机语言编写，流程图如图3所示。此主题相关图片如下：在电路测试时，我们先后输入机子的 CVBS 和 S-VIDEO 信号，并在显示器上观察输出信号，都获得了清晰稳定的彩色图像。该电路原理简单，使用方便， 采用单片机作为控制器，输出信号可直接在显示器上显示，无需主机的支持，并且由于将隔行信号转换为逐行信号，提高了画面的分辨率。本电路可应用于各种 TV/VGA 转换盒；也可集成在 VCD、DVD 播放器或 CCD 摄像机中，增加VGA 输出功能； 还可集成在显示器内部，增加视频播放功能。4 / 4
