基于MAX7456的字符疊加系統設計

上電后，系統先對串口進(jìn)行初始化，然后設置視頻的輸出模式和線(xiàn)程模式，接著(zhù)單片機就等待串口傳來(lái)的命令，當有命令滿(mǎn)足中斷條件時(shí)，單片機進(jìn)入中斷處理程序，將要顯示的字符在指定的位置上以指定的屬性疊加在視頻信號上。
單片機與MAX7456的通信主要是通過(guò)SPI接口來(lái)實(shí)現的，SPI的時(shí)序圖如圖4所示。當單片機向MAX7456寫(xiě)數據時(shí)，首先拉低使能SPI口，在SCLK上升沿數據輸入SDIN。當變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，數據被鎖存至輸入寄存器，如果在傳輸過(guò)程中變?yōu)楦唠娖?，則本次操作失敗。變?yōu)榈碗娖胶?，器件等待第一個(gè)輸入到SDIN中的字節。以確定所執行數據傳輸的類(lèi)型。SPI命令為16位，高8位代表寄存器地址，低8位代表數據。

2 創(chuàng )建新字符
由于MAX7456器件內部只集成了256個(gè)字符，這些字符并不能滿(mǎn)足所有的需要，因此需要創(chuàng )建所需要的字符。用戶(hù)定義的字符集結合輸入視頻流產(chǎn)生CVBS和OSD視頻輸出。最多可存儲256個(gè)12×18像素字符，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)設置。在525線(xiàn)模式時(shí)，顯示13行x30字符；在625線(xiàn)模式時(shí)，顯示16行x30字符。MAX7456 OSD含有兩組存儲器：顯示存儲器(SRAM)和非易失字符存儲器(NVM)。
顯示存儲器(SRAM)存儲480個(gè)字符地址，這些地址“指向”存儲在NVM字符存儲器中的字符。顯示存儲器中的內容可由用戶(hù)編程，具有SPI兼容串行接口。顯示存儲器地址對應于監視器的固定位置。每一字符都需要兩個(gè)字節，第1個(gè)字節含有字符存儲器中的字符數，第2個(gè)字節含有字符屬性狀態(tài)位，字符從左向右，自上而下排序。
非易失字符存儲器存儲要顯示的字符或圖形映射。字符存儲器中的內容可由用戶(hù)編程，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個(gè)比特：00=黑色，不透明；0l=透明；10=白色，不透明；11=透明。因此，每個(gè)字符有12×18=216個(gè)像素，一個(gè)8位字節表示4個(gè)像素，所以每個(gè)字符需要216／4=54字節的數據。為方便尋址，存儲器組織結構采用64字節塊，每前54個(gè)字節表示一個(gè)字符，剩余10個(gè)字節沒(méi)有使用。所以，字符存儲器長(cháng)度是64×256=16 384字節。因此，每個(gè)顯示存儲器地址位置包含的數值實(shí)際是對應于所選字符的64字節塊地址。
使用MAX7456提供的GUI軟件，能夠控制器件，下載定制圖形。字符存儲器數據在一個(gè)文件中，文件的文件擴展名是*．mcm字符存儲器。用記事本打開(kāi)這個(gè)文件可以看到文件共有16 385行，第1行顯示的是MAX7456，第2行到最后一行顯示的都是8個(gè)二進(jìn)制的數據。修改這些8位的二進(jìn)制數就能夠得到需要的字符或圖形。

3 系統在導航中的應用
將攝像頭信號接入所設計的字符疊加系統，視頻輸出接LCD顯示屏，在顯示屏上疊加導航所需要的信息：南京理工大學(xué)(NJUST)、日期(2009年12月8日)、緯度(Lat 32．518)、經(jīng)度(Lon 118．137)、速度(V：15 m／s)，航向(H：65．86)，疊加效果如圖5所示。

從圖5可以看到，字符采用的是白底黑邊，無(wú)論光線(xiàn)強弱都可以很清楚地顯示所需要的信息，實(shí)際應用表明，本文設計的字符疊加系統操作方便，工作穩定，可以在比較復雜的環(huán)境中使用。

4 結束語(yǔ)
本文設計的視頻疊加系統具有電路結構簡(jiǎn)單，成本較低，使用方便的特點(diǎn)，能實(shí)現視頻圖像中任意字符的疊加，當需要大的字符或者圖案顯示的時(shí)候，可將一個(gè)大的字符分成多個(gè)小的字符，也就是用多個(gè)54字節顯示。實(shí)際使用證明該系統具有體積小、顯示清晰、工作穩定、功耗低等特點(diǎn)，因此該系統可以應用于軍事、航空、社會(huì )生活等監控系統中。