基于TVP5150的視頻LCD顯示設計

2 TVP5150視頻轉換模塊
2．1 視頻解碼芯片TVP5150
TVP5150是超低功耗、支持NTSC／PAL／SECAM等格式的高性能視頻解碼器，在正常工作時，它的功耗僅115 mW，并且具有超小封裝(32腳的TQFP)，因此非常適用于便攜、批量大、高質量和高性能的視頻產品。它可以接收2路復合視頻信號(CVBS)或1路S-Video信號。通過單片機I2C總線設置內部寄存器，選擇信號AIPLA和AIPIB輸入到內部，AGC(自動增益控制)使得芯片可以支持最高1．5 Vp-p的信號電壓并使輸入信號達到ADC的最大量程，9位的ADC按內部PLL時鐘輸出像素數據。轉換后的數字信號經過梳狀濾波器進行Y、C分離，再進一步分離成U、V信號，最終經過格式轉換輸出8位ITU-R BT656信號。
2．2 TVP5150視頻轉換模塊電路
TVP5150視頻轉換模塊電路圖如圖4所示。

TVP5150僅使用1個14．318 18 MHz的晶體就支持多種視頻制式，并提供1個I2C接口來為視頻特性進行編程，包括色調、對比度、飽和度和亮度。數字和模擬核心輸入電壓為1．8 V，IO口電壓為3．3 V，每一個電源輸入引腳都要有1個0．1μF的去耦電容。
根據芯片要求，兩路輸入信號CH1和CH2通過1個0．1～1 μF電容輸入到芯片輸入引腳，輸入要進行阻抗匹配設計，防止對輸入信號的反射，電阻R1、R3(R2、R4)的關系是R1=75-R3，這樣可以根據實際輸入電壓進行分壓，保證輸入到引腳的電壓在0．75 V以下；YOUT[0：7]輸出8位YUV4：2：2信號或者內嵌同步的8位ITU-R BT656信號中。PCIX／SCLK腳時鐘信號可輸出13．5 MHz和27MHz兩種頻率。
2. 3 TVP5150寄存器配置
完成TVP5150的初始化，要通過I2C總線把參數寫入寄存器，主要有：選擇視頻輸入通道，當輸入為Composite信號時，可以選擇通道A或者通道B，當輸入為S-Video信號時，通道A輸入Luminance信號，通道B輸入Chrominance信號。輸出格式配置，在本系統中配置為8位ITU-RBT. 656格式的數據輸出。可以按照TVP5150規格書的寄存器初始化表配置。

3 SCALER視頻處理電路
3．1 NOVATEK圈形縮放引擎芯片
輸出的8位YUV4：2：2數字信號送到臺灣聯詠公司的SCALER芯片，NOVATEK是一款QFP-128Pin封裝的高集成度高性能的SCALER芯片，工作電壓3．3 V，內部核心電壓1．8 V，通過單片機I2C總線設置內部寄存器，可以接收雙路模擬RGB、逐行或隔行YUV的ITU-R BT．656、DVI等格式輸入視頻信號，直接輸出LVDS信號，可驅動當前大多數TFT液晶屏。
3．2 SCALER處理電路
SCALER處理電路如圖5所示，整個電路采用3．3 V供電，核心PLL電路電源是1．8 V。TVP5150和SCALER的接口簡單：SCALER芯片接收TVP-5150轉換出的8路YUV信號YOUT[7..0]信號和采樣時鐘信號SCLK，單片機對SCALER和TVP5150通過I2C接口進行寄存器配置，SCALER通過解碼矩陣電路把解調后的Y，B-Y，R-Y信號轉換成三基色RGB信號，最后經過逐行處理，增益／偏置控制、伽馬校正變成LVDS信號，即圖中信號TOM ／P、1、2、CLK輸出到液晶屏。

3．3 SCALER寄存器配置
要完成基本的顯示功能，SCALER要通過單片機的I2C指令寫入寄存器以完成以下功能：
1)液晶屏參數選擇：根據要點亮的液晶屏規格數，寫入合適的液晶屏參數，包括分辨率、行場頻、像素時鐘、行場同步寬度、行場前后沿寬度等，這些在程序中更改宏定義即可；
2)選擇輸入信號格式及輸入信號通道是YUV0還是YUV1，并打開數字端口控制，由此配置相應寄存器；
3)設置顯示區域行場起始、結束位置，設置ADC的增益和偏置以及根據輸入同步設置ADC_PLL控制；
4)設置YUV to RGB色彩轉換空間轉換系數。

4 單片機控制電路
單片機控制電路如圖6所示。單片機工作在12 MHz頻率下，REFCLKI給SCALER提供參考時鐘；SCL和SDA是和TVP5150、NOVATEK和24LC16進行I2C通訊的時鐘和數據，I2C總線是開漏極電路，必須加上拉電阻，SDA和SCL還用于單片機的在線編程；RX、TX是和PC通訊的RS232接口；BL-PWM、BL-ON是控制液晶屏逆變器的PWM亮度調節端和開關端；RFCLKI給SCALER提供參考時鐘；AUTO、POWER、RIGHT、LEFT等是OSD菜單的控制鍵。