专利名称：一种高分辨率vga-tv视频转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种VGA-TV (视频图形阵列-电视图像Video Graphics Array-Television) 视频转换器，尤其涉及一种能将分辨率从VGA(640 x 480)到UXGA(1600 x 1280) 的所有计算机图像高质量地转换为电视视频图像的VGA-TV视频转换器。
技术背景计算机的普及给人们的工作、生活带来了极大的便利，在教育培训、商务演示和游戏娱 乐等众多领域中，要求能将计算机输出的VGA信号显示在大尺寸电视机上。标准VGA信号 (以分辨率640 x 480，场频60Hz为例)采用逐行扫描方式，行频31.5 kHz,标准的普通电视 机(以PAL制式为例)的显示方式为625线的隔行扫描，行频为15625Hz，帧频25Hz，每帧分 奇、偶两场，场频为50Hz。由于工作方式的差别，从VGA到TV的视频转换需要完成扫描 从逐行到隔行的转换，行频、场频的相互匹配。视频转换器可以实现VGA信号到电视视频 信号的转换，但目前市售的VGA-TV转换器所能支持的最大分辨率一般不超过VGA(1024 x 768),因此在使用中受到一定的限制。 发明内容本发明的目的是提供一种高分辨率VGA-TV视频转换器，能将分辨率从VGA(640 x 4S0)到UXGA(1600 x 1280)的所有计算机图像高质量地转换为电视视频图像，输出图像显示清 晰度高，适用于家庭民用和专业广播电视等领域。为了达到上述目的，本发明的技术方案如下一种高分辨率VGA-TV视频转换器，主要由外部存储器1、 VGA输入接口 2、 VGA 输出接口3、 AVR微处理器4、按钮5、视频处理器6、复合视频输出接口7、 S-Video视 频输出接口8、 PC接口 9和指示灯IO组成，外部存储器l、 VGA输入接口2、 VGA输 出接口3、复合视频输出接口7、 S-Video视频输出接口 8分别与视频处理器6连接，I2C 接口 9连接于AVR微处理器4和视频处理器6之间，按钮5和指示灯10分别与AVR微 处理器4连接。上述视频处理器6为FS400视频扫描转换芯片，所述AVR微处理器4为Atmega88 心片。本发明一种高分辨率VGA-TV视频转换器的工作原理是首先VGA视频信号由VGA 输入接口 2输入FS400视频处理器6，视频处理器6对VGA信号进行A/D转换，将模拟 RGB信号转换为数字RGB信号，并作扫描方式变换、色度信号变换、行场频率调整以3及数字滤波等数字信号处理工作，中间结果存放在外部存储器1中，然后对处理后信号 的亮度信号、色差信号以及色副载波信号等进行编码，使其输出转换为符合广播电视标 准的复合视频信号和S-Video视频信号，并分别由复合视频输出接口 7、 S-Video视频输 出接口8输出。本发明的视频转换器同时具有VGA视频环出通道，可以通过VGA输出 接口 3连接到普通显示器上，因此，不加任何外部设备就可实现计算机显示器和电视机 同时显示输出。按钮5通过I/0 口触发AVR微处理器4动作，并由PC接口 9对FS400 视频处理器6内各寄存器进行读写操作，从而实现PAL制或NTSC制式的选择，以及图 像亮度、对比度、饱和度等参数的调节。指示灯IO用于显示视频转换器的各种状态。本发明的有益效果是该视频转换器能将分辨率从VGA(640 x 480)到UXGA(1600 x 1280)的所有计算机图像高质量地转换为电视视频图像，可以输出PAL制或NTSC制电视信号， 且能同时输出全电视信号復合视频信号)和亮度色度分离信号(S-Video信号)，还能产生各种 彩条信号，输出电视图像的亮度、对比度、饱和度都可调，且输出图像显示清晰度高，适用 于家庭民用和专业广播电视等领域。
图l是本发明一种高分辨率VGA-TV视频转换器的结构框图。 图2是本发明一实施例的FS400视频处理器的外围电路图。 图3是本发明一实施例的外部存储器电路图。图4是本发明一实施例的VGA视频信号的RGB信号输入输出电路图。图5是本发明一实施例的VGA视频信号的行场同步信号输入输出电路图。图6是本发明一实施例的复合视频信号输出电路图。图7是本发明一实施例的S-Video分量视频信号输出电路图。图8是本发明一实施例的AVR微处理器外围电路图。图9是本发明一实施例的指示灯电路图。图io是本发明一实施例的视频转换器前面板示意图。图11是本发明一实施例的视频转换器后面板示意图。图中1、外部存储器，2、 VGA输入接口， 3、 VGA输出接口， 4、 AVR微处理器， 5、按钮，6、视频处理器，7、复合视频输出接口， 8、 S-Video视频输出接口， 9、 I2C接 口， 10、指示灯，11、电源指示灯，12、分辨率指示灯，13、上下拨码开关，14、饱和 度指示灯，15、亮度指示灯，16、对比度指示灯，17、彩条指示灯，18、制式指示灯， 19、选择按键，20、电源，21、 S-Video视频输出，22、复合视频输出，23、 VGA输入， 24、 VGA输出。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细地描述-如图l所示，本发明的高分辨率VGA-TV视频转换器，主要由外部存储器l、 VGA 输入接口2、 VGA输出接口3、 AVR微处理器4、按钮5、视频处理器6、复合视频输出 接口7、 S-Video视频输出接口 8、 PC接口 9和指示灯IO组成，外部存储器l、 VGA输 入接口2、 VGA输出接口3、 AVR微处理器4、复合视频输出接口7、 S-Video视频输出 接口 8分别与视频处理器6连接，^C接口 9连接于AVR微处理器4和视频处理器6之 间，按钮5和指示灯IO分别与AVR微处理器4连接。其中，视频处理器6是美国Focus公司设计生产的第四代视频扫描转换芯片FS400, 具有高性能的二维自适应抗闪烁滤波器，能处理高达UXGA(1600x 1280)的高品质分辨 率视频图像，芯片内包含三路8bit模/数转换器、三路9bit数/模转换器，还有一个彩条发 生器，可以产生八种彩条信号。此外，FS400芯片还提供PC接口电路，可以使用外部微 控制器去控制芯片内部寄存器，实现图像亮度、对比度、饱和度等参数的调节。AVR微处理器4采用的是Atmega88芯片，芯片内带有8k字节片内可编程flash、512 字节E^ROM、看门狗电路和晶振等资源，因此外围电路大大简化。本发明一种高分辨率VGA-TV视频转换器的主要电路如图2至图9所示图2是FS400视频处理器的外围电路图，对应于图1中的视频处理器6。其中 ANARED、 ANAGRN、 ANABLU三个端口用于输入VGA模拟信号的R、 G、 B三色信 号；HSYNC和VSYNC端口用于输入VGA模拟信号的行场同步信号；SCL与SDA端口 用于与AVR微处理器进行I2C通信；Y/R/V、 C/B/U、 CVBS/G/Y是信号输出端口。图3是外部存储器电路图，对应于图1中的外部存储器1。本实施例中，外部存储 器1采用K4S641632存储器，具有64Mb容量，频率达200MHz。其中，AO-All端口用 于地址选择与图2中的AO-All相连，D0-D15端口用于数据传输与图2中的D0-D15 相连。图4是VGA视频信号的RGB信号输入输出电路图，对应于图1中的VGA输入接 口 2和VGA输出接口 3。从PC机VGA接口输入的R、 G、 B三色信号分别由端口 ANARED—IN、 ANAGRN—IN、 ANABLU—IN输入，该输入是模拟电平信号，本发明利用 低功耗高速四通道放大器AD8054处理信号衰减，同时由于FS400片内A/D转换器最大 处理能力是50MHz，所以本发明在FS400的A/D转换器前端加入RC低通滤波电路，控 制R、 G、 B输入信号在20MHz以下。其中，ANARED、 ANAGRN、 ANABLU分别与图2对应端口相连，输入到FS400视频处理器6。端口R—OUT、 GJDUT、 B—OUT用于 R、 G、 B三色信号的环出，可直接输出到显示器。图5是VGA视频信号的行场同步信号输入输出电路图，对应于图1中的VGA输入 接口 2和VGA输出接口 3 。从PC机VGA接口输入的行场同步信号分别由端口 HSYNCIN、 VSYNCIN输入，该行场同步信号是逻辑电平信号，本发明利用四通道三态缓存驱动芯片 74HC125处理。其中，HSYNC和VSYNC分别与图2对应端口相连，输入到FS400视频 处理器6。端口 HSYNCOUT和VSYNCOUT用于行场同步信号的环出，可直接输出到显不器o图6是复合视频信号输出电路图，对应于图1中的复合视频输出接口 7。由于电视 信号带宽为6M，所以在输出电路中加入了低功耗视频滤波芯片ADA4434进行处理，使 得视频信号控制在6MHz以下。其中，CVBS/G/Y端口与图2对应端口相连，是FS400 处理器的复合视频信号输出端口，该信号由滤波芯片ADA4434处理后，连接到BNCH 复合视频输出端子上。图7是S-Video分量视频信号输出电路图，对应于图1中的S-Video视频输出接口 8。 其中，Y/R/V和C/B/U端口与图2对应端口相连，是FS400处理器的Y,C分量输出端口， 信号分别由滤波芯片ADA4434处理后，连接到CON4分量视频输出端子上。图8是AVR微处理器外围电路图，对应于图1中的AVR微处理器4、按钮5和I2C 接口9。本实施例中AVR微处理器4采用Mega88单片机，其中SCL与SDA端口是I2C 接口模块9，用于与FS400视频处理器6进行数据通信；BS1是选择按钮，BS2是双位 调节按钮， 一起构成按钮模块5。图9是指示灯电路图，对应于图1中的指示灯10。共有12个LD指示灯，LD1指示 当前状态为正常视频输出，LD2指示信号输出为PAL制，LD3指示信号输出为NTSC制， LD4指示当前状态为彩条信号输出，LD5指示当前状态为信号对比度调节，LD6指示当 前状态为信号亮度调节，LD7指示当前状态为信号饱和度调节，LD8指示当前VGA输 入图像的分辨率为640*480， LD9指示当前VGA输入图像的分辨率为800*600， LD10 指示当前VGA输入图像的分辨率为1024*768， LD11指示当前VGA输入图像的分辨率 为1280*1024， LD12指示当前VGA输入图像的分辨率为1600*1200。由图11可看出本发明的视频转换器后面板上有VGA输入接口可连接PC机输入 VGA信号，还有VGA输出接口可以接到计算机显示器上，且同时可以输出两种电视信 号，即复合视频和S-Video视频。由图IO可看出在前面板上有一个按键和一个上下拨码 开关，及13个指示灯。其中PG是电源指示灯11，电源工作正常时灯亮；分辨率指示灯12有五个，表示当前时刻VGA输入图像的显示分辨率。其中选择按键19用于控制各种 调节状态的切换；上下拨码开关13用于调节各种状态值，通过上下拨码可以改变输出电 视制式为PAL制或NTSC制，可选择各种彩条显示，并可用于调节图像对比度、亮度、 饱和度，并分别由彩条指示灯17 、对比度指示灯16 、亮度指示灯15、饱和度指示灯 14显示。具体操作步骤如下(1) 制式选择本发明的视频转换器为用户提供两种可选择的电视信号制式NTSC (正交平衡调幅 制)和PAL (逐行倒像正交平衡调幅制)。按下选择按键(SELECT),如果前面板的"SYS" 黄灯亮，表明系统进入制式的选择状态。系统进入制式选择状态时，用前面板的调节拨 码(ADJUST)来选择所需的制式。调节拨码(ADJUST)向上拨一下，系统进入PAL制 式下，前面板相对应的PAL制式黄色指示灯亮；调解拨码(ADJUST)向下拨一下，系 统则进入NTSC制式下，前面板相对应的NTSC制式黄色指示灯亮。(2) 彩条选择按下选择按键(SELECT),如果前面板的"BAR"黄灯亮，表明系统进入彩条的选择 状态。系统进入彩条选择状态时，调节拨码(ADJUST)向上拨一下，系统将输出标准的 彩条信号，此时继续向上拨动调节拨码(ADJUST)，便可以看到条纹、三原色(R、 G、 B) 的网格、三原色的渐变图以及由这几种方式相组合的多格式图像；如果向下拨动调节拨 码(ADJUST)，则系统将恢复为正常的VGA图像输出。(3) 对比度、亮度、饱和度的调节按下选择按键(SELECT),如果对比度(CONT)黄色指示灯亮，表明系统进入对 比度可调状态，此时向上(下)拨动调节拨码(ADJUST)，便可以相应的增加(减小)对 比度的数值大小。亮度、饱和度的调节类似。本发明视频转换器的VGA输入端23可以接台式计算机或笔记本电脑等，VGA输出 端24可接各种显示器，复合视频接口 22和S-Video视频接口 21可连带相应接口的电视 机。本实施例中，将视频转换器的VGA输入端23连接一台联想台式计算机，VGA输出 端24连接一台三星显示器，复合视频接口 22连接一台长虹电视机，并对视频转换器进 行测试(1) 按下选择按键(SELECT),使得"BAR"黄灯亮，调节拨码(ADJUST)向上拨， 系统可以依次输出100%彩条、75°/。彩条、红绿蓝渐近彩条等7种彩条信号，彩条信号显 示正常；(2) 调节拨码(ADJUST)向下拨，系统进入正常的VGA图像输出，通过选择按键(SELECT)和调节拨码开关(ADJUST)可以调节电视输出图像的亮度、对比度和饱和 度，且显示效果良好。(3)当改变计算机显示分辨率时，对应分辨率的指示灯亮，分辨率检测正确，且最大 分辨率可达1600 x 1280。
权利要求
1. 一种高分辨率VGA-TV视频转换器，其特征在于，该转换器主要由外部存储器(1)、VGA输入接口(2)、VGA输出接口(3)、AVR微处理器(4)、按钮(5)、视频处理器(6)、复合视频输出接口(7)、S-Video视频输出接口(8)、I2C接口(9)和指示灯(10)组成，外部存储器(1)、VGA输入接口(2)、VGA输出接口(3)、AVR微处理器(4)、复合视频输出接口(7)、S-Video视频输出接口(8)分别与视频处理器(6)连接，I2C接口(9)连接于AVR微处理器(4)和视频处理器(6)之间，按钮(5)和指示灯(10)分别与AVR微处理器(4)连接。
2、 如权利要求1所述的一种高分辨率VGA-TV视频转换器，其特征在于，所述视频处 理器(6)为FS400视频扫描转换芯片。
3、 如权利要求l所述的一种高分辨率VGA-TV视频转换器，其特征在于，所述AVR微 处理器(4)为Atmega88芯片。
全文摘要
本发明公开了一种高分辨率VGA-TV视频转换器，该转换器主要由外部存储器、VGA输入接口、VGA输出接口、AVR微处理器、按钮、视频处理器、复合视频输出接口、S-Video视频输出接口、I<sup>2</sup>C接口和指示灯组成，所述的外部存储器、VGA输入接口、VGA输出接口、AVR微处理器、复合视频输出接口、S-Video视频输出接口分别与视频处理器连接，I<sup>2</sup>C接口连接于AVR微处理器和视频处理器之间，按钮和指示灯分别与AVR微处理器连接。本发明的有益效果是可将分辨率从VGA(640×480)到UXGA(1600×1280)的所有计算机图像高质量地转换为电视视频图像，输出图像显示清晰度高，适用于家庭民用和专业广播电视等领域。
文档编号G06F3/14GK101296340SQ20081001153
公开日2008年10月29日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日
发明者宁 张, 沈智鹏 申请人:大连海事大学