由于系統(tǒng)中各個(gè)芯片的功能相對(duì)獨(dú)立，要協(xié)調(diào)這些芯片的運(yùn)作，就需要一片起控制邏輯作用的可編程芯片，為此，選用了Xilinx公司的SPARTAN-Ⅱ系列的XC2S50TQ144芯片，它不僅能滿足系統(tǒng)的控制要求，而且也可以為將來系統(tǒng)的功能擴(kuò)展提供控制邏輯。

　　1.2.5 單片機(jī)

　　C8051F121是CYGNAL公司的一款高性能的單片機(jī)，該芯片具有高速、片內(nèi)大容量存儲(chǔ)、豐富靈活的外設(shè)接口等特點(diǎn)。因此在本設(shè)計(jì)中采用它作為主控制芯片。

　　在本設(shè)計(jì)中，將C8051F121的系統(tǒng)時(shí)鐘配置成80 MHz，因此峰值速度達(dá)到80 MIPS，視頻圖形的場頻為50 Hz，這樣對(duì)圖形存儲(chǔ)器的每場刷新時(shí)間是滿足的。

　　C8051F121字符存儲(chǔ)采用“圖形方式”，用EPROM來存儲(chǔ)字符或圖形的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，其點(diǎn)陣形式由設(shè)計(jì)者自己決定，具有更大的靈活性。其基本工作原理如下：CPU從ROM字庫中取出要顯示字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，根據(jù)所設(shè)定的在屏幕上的顯示位置，送到顯示RAM的對(duì)應(yīng)位置中去;然后由FPGA產(chǎn)生地址信號(hào)對(duì)顯示RAM進(jìn)行掃描，將字符點(diǎn)陣信號(hào)并行讀出;最后經(jīng)過并串變換電路轉(zhuǎn)化為串行碼輸出;再與視頻圖像信號(hào)疊加后送監(jiān)視器屏幕顯示。

　　該設(shè)計(jì)具有顯示字符多、顯示編輯功能強(qiáng)、硬件電路簡化、軟件設(shè)計(jì)簡單、可靠性強(qiáng)、實(shí)用性好、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)，是視頻漢字字符疊加的一種較好的選擇方案。

　　1.2.6 圖形緩沖模塊

　　由于所要疊加的圖形、漢字?jǐn)?shù)據(jù)大概占20行，如按一行顯示40個(gè)字符，一個(gè)字符的容量為32個(gè)字節(jié)，因此容量需求為：40×32×20=25 KB，因此圖形存儲(chǔ)器選擇IDT公司的IDT70V08(64K×8 b)雙口RAM來存儲(chǔ)所要疊加的圖形、漢字?jǐn)?shù)據(jù)。

　　IDT70V08是IDT公司的一款高速低功耗64K×8 b的雙端口靜態(tài)RAM。提供兩個(gè)端口，允許獨(dú)立、異步地對(duì)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫。應(yīng)用領(lǐng)域包括內(nèi)部/多處理器設(shè)計(jì)，通信狀態(tài)緩沖和雙端口視頻/圖像存儲(chǔ)器。

　　1.2.7 視頻疊加電路

　　用于實(shí)現(xiàn)視頻與圖形、字符的疊加，并最終由視頻監(jiān)視器顯示疊加結(jié)果。

　　2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)軟件是設(shè)計(jì)的核心部分。通過軟件實(shí)現(xiàn)的功能如圖2所示。其主程序流程圖如圖3所示。

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　　3 結(jié)語

　　由于在本設(shè)計(jì)中嵌入式高性能單片機(jī)和大規(guī)?，F(xiàn)場可編程器件的靈活運(yùn)用，采用了在線系統(tǒng)編程技術(shù)，使系統(tǒng)更具有靈活性，系統(tǒng)升級(jí)方便。不僅使得設(shè)計(jì)變得更加簡潔，硬件設(shè)計(jì)大為簡化，縮減了硬件開支，減小了設(shè)備體積，大大節(jié)約了成本，而且也提高了設(shè)備的可靠性。

　　因此這一技術(shù)可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、金融、交通、公安、軍事及住宅小區(qū)等社會(huì)生活的各個(gè)方面。