中心議題：

• VGA同步顯示係統總體設計
• 顯卡顯示信息實時提取電路的實現
• 硬件驅動電路的組成

解決方案：

• VGA視頻信號的選擇
• SRAM數據的讀出
  、分配

顯(xian)示(shi)屏(ping)從(cong)通(tong)訊(xun)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)上(shang)分(fen)為(wei)同(tong)步(bu)和(he)異(yi)步(bu)兩(liang)種(zhong)，同(tong)步(bu)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)是(shi)上(shang)位(wei)機(ji)與(yu)屏(ping)體(ti)之(zhi)間(jian)實(shi)時(shi)進(jin)行(xing)通(tong)訊(xun)。異(yi)步(bu)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)是(shi)上(shang)位(wei)機(ji)與(yu)屏(ping)體(ti)之(zhi)間(jian)獨(du)立(li)運(yun)行(xing)

，但(dan)需(xu)要(yao)上(shang)位(wei)機(ji)將(jiang)顯(xian)示(shi)信(xin)息(xi)編(bian)輯(ji)並(bing)發(fa)送(song)到(dao)顯(xian)示(shi)屏(ping)體(ti)。本(ben)文(wen)給(gei)出(chu)了(le)基(ji)於(yu)同(tong)步(bu)顯(xian)示(shi)上(shang)位(wei)機(ji)信(xin)息(xi)顯(xian)示(shi)設(she)計(ji)。

一
、係統總體設計

係統硬件分為三個部分。首先
，通過顯卡顯示信息實時提取電路從顯卡中實時提取出VGA單色數字視頻信號、像素時鍾、行同步、幀同步，經過處理後由輸出介質傳輸過去；第二部分是CRT視頻信號到LED顯示信號轉換電路，該電路把傳輸介質傳送過來的圖像信號經選擇
、存貯、讀取、分配，轉換成為對應於LED點陣屏的顯示信號；第三部分是LED驅動板，它接收轉換後的LED顯示信號，並分配給LED點陣屏對應的像素點
，驅動LED顯示。

二、顯卡顯示信息實時提取電路

在VGA方式下
，當在VGA上(shang)顯(xian)示(shi)某(mou)種(zhong)顏(yan)色(se)時(shi)，首(shou)先(xian)由(you)視(shi)頻(pin)存(cun)貯(zhu)器(qi)輸(shu)出(chu)一(yi)個(ge)顏(yan)色(se)號(hao)
，該(gai)顏(yan)色(se)號(hao)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)用(yong)於(yu)選(xuan)擇(ze)調(tiao)色(se)板(ban)寄(ji)存(cun)器(qi)的(de)，被(bei)選(xuan)中(zhong)的(de)調(tiao)色(se)板(ban)寄(ji)存(cun)器(qi)又(you)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)八(ba)位(wei)索(suo)引(yin)地(di)址(zhi)
，用(yong)來(lai)選(xuan)擇(ze)數(shu)字(zi)模(mo)擬(ni)轉(zhuan)換(huan)器(qi)（DAC顏色寄存器），DAC顏色寄存器共有256個，每個寄存器由18位組成
，當選中某個顏色寄存器時，同時將其中的18位數字信號進行模數轉換，轉換成為模擬紅、綠、藍三色信號，送模擬監視器
，實現掃描顯卡。

當VGA工作在顯示模式18時，即十六色模式的時候

，調色板寄存器輸出的八位索引地址的低四位（從P0到P3）實際上就是數字視頻信號藍
、綠、紅以及亮度信號
，我們可以利用VGA的這一特點，直接提取單色數字視頻信號。在實際電路中
，通過顯卡26芯特征插座來實現這一功能。其中P0到P7為八位索引地址，17腳、21腳
、23腳分別為像素時鍾、行同步、場同步。特征插座一方麵把這些信號送往顏色寄存器反模擬監視器，另一方麵可以對外輸出，所以
，我們從顯卡26芯特征插座上直接提取出一路單色視頻信號，經八位串轉並變換後經長線傳輸出去，同時提取出像素時鍾
、場同步信號、行同步信號
，用於以後的信號轉換及顯示。

八位串/並轉換是基於兩方麵的原因：
一是因為在VGA圖形模式下
，一個像素由八位組成
，八位並行輸出實現了一個像素一個像素的傳輸；
二是八位串/並轉換降低了數據傳輸速率，便於長線傳輸。

VGA掃描時序與LED屏幕掃描時序有所不同，因此
，必須把VGA視頻信號轉換成為對應於LED大屏幕的顯示信號
，這主要通過對兩片SRAM

（SRAM1和SRAM2）的讀寫來完成。兩片SRAM交替處於讀寫狀態，假設在某一場時，SRAM1處於寫狀態，SRAM2處於讀狀態，這時，SRAM1的寫信號有效，讀信號無效，同時
，寫地址發生器產生的寫地址被選通輸入SRAM1,這樣，就把數字視頻信號寫入SRAM1;對於SRAM2,寫信號無效
，讀信號有效，同時，選通讀地址輸入SRAM2,從而讀出SRAM2中前一場已寫入的數據，用於分配、傳輸和顯示。

（一）VGA視頻信號的選擇

VGA視頻的分辨率與LED大屏幕不同，在本係統中，我們實現的LED大屏幕的分辨率為256×128,而VGA工作於18模式時，其分辨率為640×480,這樣，LED屏幕不能完整顯示整個視頻圖像
，而隻能選取其中一部分進行同步顯示。VGA視shi頻pin圖tu像xiang的de選xuan擇ze，是shi通tong過guo寫xie地di址zhi發fa生sheng器qi和he讀du地di址zhi發fa生sheng器qi來lai完wan成cheng的de。寫xie地di址zhi發fa生sheng器qi在zai產chan生sheng寫xie地di址zhi的de同tong時shi，產chan生sheng一yi個ge寫xie控kong製zhi信xin號hao，該gai控kong製zhi信xin號hao在zai一yi幀zhen中zhong選xuan定ding行xing期qi間jian有you效xiao
，其qi餘yu時shi間jian無wu效xiao


，從cong而er僅jin被bei選xuan擇ze行xing的de數shu據ju寫xie入ruSRAM中，完成了對於行的選擇；同tong理li，讀du地di址zhi發fa生sheng器qi在zai產chan生sheng讀du地di址zhi的de同tong時shi產chan生sheng一yi個ge讀du控kong製zhi信xin號hao
，它ta控kong製zhi讀du移yi位wei信xin號hao僅jin在zai選xuan定ding列lie期qi間jian有you效xiao
，即ji隻zhi移yi位wei讀du出chu選xuan定ding列lie的de數shu據ju，從cong而er完wan成cheng了le對duiVGA視頻信號列的選擇。

（二）SRAM數據的讀出、分配

SRAM中存儲的數據，需要按一定的順序讀出
、分配，使它對應於LED大屏幕，這裏，我們采用分區電路的方式，即把整個LED大屏幕按16的倍數分區，LED大屏幕共有256行，所以分為十六個分區。數據的讀出分配按下麵的順序進行：首先是第一分區第一行第一個像素
，然後是第二分區第一行第一個像素
，……第十六分區第一行第一個像素
，接下來是第一分區第一行第二個像素……按這樣的順序下去，讀出的數據經八位移位寄存器並轉串輸出
，從而使十六個分區對應位置的數據同時傳輸。

采用分區電路有兩方麵的優點：第一，將LED大屏幕分為十六分區後，數據的傳輸速率降低為原來的十六分之一
，便於數據傳輸；第(di)二(er)，發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)餘(yu)輝(hui)時(shi)間(jian)短(duan)，要(yao)求(qiu)屏(ping)幕(mu)刷(shua)新(xin)頻(pin)率(lv)高(gao)，如(ru)果(guo)整(zheng)頻(pin)刷(shua)新(xin)
，則(ze)需(xu)要(yao)的(de)時(shi)間(jian)長(chang)，會(hui)產(chan)生(sheng)閃(shan)爍(shuo)現(xian)象(xiang)，采(cai)用(yong)分(fen)區(qu)電(dian)路(lu)後(hou)
，十(shi)六(liu)個(ge)分(fen)區(qu)同(tong)時(shi)刷(shua)新(xin)，這(zhe)樣(yang)
，在(zai)不(bu)增(zeng)加(jia)硬(ying)件(jian)複(fu)雜(za)程(cheng)度(du)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，克(ke)服(fu)了(le)屏(ping)幕(mu)閃(shan)爍(shuo)現(xian)象(xiang)。

三、驅動電路

轉換電路輸出的數據進入LED驅動電路板，圖像數據必須被準確地傳送並分配到對應的LED點陣像素處

，係統采用動態逐行掃描的方式驅動LED顯示。因為各分區數據同時傳輸，所以各分區的數據傳輸分配及LED驅動是一致的。本係統中

，采用的LED模塊是8×8dot行共陽

、列共陰模塊

，采用行共陽驅動方式，即圖像數據輸入陰極，通過在共陽極施加高電平驅動LED顯示。圖像數據的輸入是通過八位移位寄存器595,每一個595芯片對應一個LED模塊，一場開始時，首先，移位信號控製第一行數據輸入
，當一行數據全部移位進入後，出現一個鎖存信號，數據鎖存輸出到LED模塊，同時，第一行共陽極輸入一高電平
，點亮第一行；在(zai)第(di)一(yi)行(xing)點(dian)亮(liang)期(qi)間(jian)，同(tong)時(shi)移(yi)位(wei)輸(shu)入(ru)第(di)二(er)行(xing)數(shu)據(ju)
，第(di)二(er)行(xing)全(quan)部(bu)移(yi)位(wei)進(jin)入(ru)後(hou)，又(you)出(chu)現(xian)一(yi)個(ge)鎖(suo)存(cun)脈(mai)衝(chong)，同(tong)時(shi)第(di)一(yi)行(xing)共(gong)陽(yang)極(ji)高(gao)電(dian)平(ping)消(xiao)失(shi)
，第(di)二(er)行(xing)共(gong)陽(yang)極(ji)輸(shu)入(ru)高(gao)電(dian)平(ping)

，驅(qu)動(dong)第(di)二(er)行(xing)顯(xian)示(shi)

，第(di)一(yi)行(xing)熄(xi)滅(mie)……即每次點亮前一行的同時，移位輸入第二行數據，保持畫麵連續。

由上述三部分硬件，實現了VGA視頻與LED顯示屏的同步顯示

，使LED大屏幕跟蹤VGA視頻顯示。

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，danzhezhongfangfayeketuiguangdaoquancaisexianshixitong。