基于S3C2410和CH7004的嵌入式系统VGA接口设计

基于S3C2410和CH7004的嵌入式系统VGA接口设计

1 引言

2 VGA接口

VGA(Video Graphics Array)是一个模拟信号接口，是IBM公司推出的一种视频传输标准。该接口具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。

(1)VGA接口引脚表1为15针VGA接口引脚信号的定义列表。

(2)VGA接口时序VGA接口有多种时序，应用时根据具体需要选择不同的时序。图1为640×480在60 Hz模式下的VGA接口时序图。

3 器件介绍

3.1 LCD控制器简介

3.1.1 LCD控制器引脚功能

LCD控制器引脚分为时序控制端口和数据端口。与该设计相关的端口具体含义见表2。

3.1.2 LCD控制器内部控制寄存器

3.2 CH7004器件简介

4 VGA接口设计

S3C2410处理器的LCD控制器用于产生图像数据、VGA接口时序(640x480，60 Hz)以及配置CH7004的工作模式。CH7004将数字图像数据模拟化，最终产生的模拟图像信号供支持VGA接口的显示器显示。VGA接口的硬件连接见图2。

这里选择(640x480，60 Hz)模式，是由实际需要和硬件特性决定的：(1)嵌入式系统中的图像尺寸大多低于640x480，采用这种VGA模式显示不会丢失任何原始图像信息; (2)VGA的每种显示模式所要求的像素时钟不同，而S3C2410内部LCD控制的像素时钟由器件的主频分频而来，在各种分频后的像素时钟里只有25. 25 MHz(202 MHz主频进行8分频)与VGA模式中的(640x480，60 Hz)模式所要求的像素时钟25.175 MHz最为接近，微小的像素时钟偏差不会影响VGA接口显示;(3)16位色情况下，(640x480，60 Hz)模式数据流带宽为35.2 MB/s，因而不会堵塞S3C2410数据总线，不影响处理器的其他控制、数据处理操作。

5 LCD控制器和CH7004配置

5.1 LCD控制器的设置流程

将LCD控制器工作模式设置为(640x480，60 Hz)，16位色(5：6：5)，TFT模式。

(1)将系统主时钟(FCLK)设置为202 MHz，外设时钟(HCLK)设置为101 MHz;

(2)将LCD控制器外部端口设置为TFT作模式;

(3)开辟1块大小为600 KB(640x480x2 Bytes)用于存放数据的连续内存区域;

(4)设置LCD控制器的控制逻辑寄存器LCDCON1～LCD-CON5。其中，LCDCON1：设置像素时钟(VCLK)从系统主频分频的分频系数 CLKVAL="1",VM的触发速率为每帧触发，显示模式TFT，单像素颜色位数16位.禁止LCD控制器数据输出和控制信号产生ENVID=0; LCDCON2：设置帧同步后无效行数VBPD=32，帧有效行数LINEVAL=469;帧同步前无效行数VFPD=9，帧同步宽度VSPW=1; LCDCON3：行同步后无效像素点数HBPD=47，行有效像素点数HOZVAL=639，行同步前无效像素点数HFPD=15;LCDCON4：行同步宽度HSPW=95;LCDCON5：图像在内存的存储方式设置为小端存储BPP24BL=0.16位色图像为5：6：5格式FRM=1，像素时钟 VCLK设置为上升沿传输一个像素数据，行同步脉冲设置为负脉冲有效INVVUNE=1,帧同步脉冲设置为负脉冲有效IN-VFRAME=1，LEND信号极性设置正常模式INVLEND=0，PWREN信号设置有效设置PWREN=1，LEND信号输出为允许ENLEND=1。

(5)允许视频数据输出和时序控制ENVID=1。

5.2 CH7004工作模式配置

将CH7004 工作模式设置为与国LCD控制器相一致。图像大小为640x480，输入数据为16位5：6：5格式.数据不经制式编码器而直接送人内部D/A转换器。对 CH7004的配置顺序为：(1)Display Mode寄存器设置640x480显示模式，可选择的模式为13～17。(2)Input Data Format寄存器设置为16位色。RGB5：6：5格式，RGB信号旁路。选择旁路模式使得RGB输入图像信号不经视频编码器而直接送入D/A转换器。 (3)Clock Mode寄存器设置为像素时钟上升沿锁存图像信号。(4)Sync　Polarity寄存器设置行、场同步负脉冲有效，行、场同步信号由外部处理器产生并南CH7004的V、H端口输入。在实际操作中，系统上电后，处理器只需配置CH7004内部的输入数据模式(Input Data Format)寄存器，其他寄存器直接使用复位默认值。

5.3 CH7004的I2C总线配置时序

S3C241O配置CH7004的I2C总线的步骤：(1)在I2C总线上首先产生CH7004片选地址0x76和读写位(0：写;1：读);(2)产生某一寄存器的片内偏移地址;(3)产生配置数据。PC控制器一个操作步骤结束后，必须等获得CH7004发出正确操作答复，才能继续执行下一步操作。图3 为CH7004的I2C读写时序图。

实验证明.色条图像通过VGA接口在显示器上显示效果良好。介绍的VGA接口设计方法使用S3C2410处理器和CH7004视频编码器件，具有硬件设计、软件实现简单，价格低廉的特点。为嵌入式设备提供了简单有效的大屏幕图像显示解决方案。

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