摘 要： 本文介紹了專用視頻疊加芯片MB90092，及某型機(jī)載視頻記錄系統(tǒng)中視頻標(biāo)識卡的設(shè)計(jì)原理及其軟硬件實(shí)現(xiàn)；。
關(guān)鍵詞： 視頻標(biāo)識卡；MB90092芯片；AT89C51

機(jī)載視頻記錄系統(tǒng)用于記錄飛行中人員、裝備的各種信息，在訓(xùn)練、實(shí)戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用。為使飛行員及地面指揮人員能夠更直觀、確切地了解飛行各時(shí)刻的狀態(tài)信息及便于判讀，我們?yōu)槠浼友b了標(biāo)識卡系統(tǒng)。記錄時(shí)可根據(jù)需要疊加適當(dāng)標(biāo)識，如漢字、圖形、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等信息。

在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們選擇了富士通(FUJITSU)公司生產(chǎn)的專用字符疊加芯片MB90092，采用AT89C51單片機(jī)對其控制；考慮到機(jī)載系統(tǒng)的特殊性，我們利用RS-232串行接口通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行標(biāo)識卡預(yù)先標(biāo)識的寫入、控制設(shè)置。整個(gè)系統(tǒng)適應(yīng)性較強(qiáng)，地勤人員可根據(jù)不同的任務(wù)很方便的進(jìn)行預(yù)先修改，可以顯示中文及任意圖形。

圖1 MB90092的功能框圖

圖2 系統(tǒng)原理圖

圖3 主程序流程圖

圖4 命令幀和數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)

MB90092芯片簡介
MB90092利用外部字庫，可以為一路視頻(PAL或NTSC)信號疊加文本和圖形標(biāo)識。它提供兩種屏幕疊加方法，即主屏和副屏，二者可單獨(dú)或相互重疊出現(xiàn)在監(jiān)視器上。由三個(gè)引腳(CS 、SCLK、SIN)來進(jìn)行對外通信。圖1為MB90092的功能框圖。
本系統(tǒng)中，我們只利用MB90092的主屏顯示功能，MB90092主屏顯示支持的字符顯示點(diǎn)陣為24×32；每個(gè)字符可以有不同的顏色，顯示容量為12行，每行24個(gè)字符或漢字。字體大小控制方式有：標(biāo)準(zhǔn)(24×32點(diǎn)陣)、雙倍寬、雙倍高、雙倍寬×雙倍高、四倍寬×四倍高。顯示位置控制：可任易設(shè)置水平方向和垂直方向的位置，同時(shí)可設(shè)定行距。有內(nèi)部視頻信號發(fā)生器支持NTSC或PAL制式，可選擇逐行或隔行掃描方式。

系統(tǒng)工作原理
本系統(tǒng)原理如圖2。整個(gè)電路的設(shè)計(jì)以MB90092芯片為核心。需要更改顯示標(biāo)識及顯示模式時(shí)，由計(jì)算機(jī)設(shè)置好后，通過RS-232接口傳給AT89C51；單片機(jī)通過系統(tǒng)總線把字符及控制信息寫入到FLASH存儲器MBM29F040C中。FLASH存儲器掉電后信息可以保持，故只在任務(wù)改變時(shí)重新設(shè)置內(nèi)容；字符寫入及單片機(jī)設(shè)置完成后，受外部信號觸發(fā)，單片機(jī)發(fā)出命令，控制MB90092從存儲器的相應(yīng)地址讀出標(biāo)識，疊加到視頻信號上。

硬件實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為控制設(shè)置、字符存儲、字符疊加和實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口四個(gè)相關(guān)聯(lián)的部分。

控制設(shè)置部分
包括計(jì)算機(jī)、AT89C51單片機(jī)，它們通過RS-232接口進(jìn)行通信。主要完成兩項(xiàng)任務(wù)：
·飛行前需要修改視頻標(biāo)志信息時(shí)，計(jì)算機(jī)通過RS-232接口可以把按給定格式組織的顯示命令和修改的字符信息傳輸給AT89C51，由單片機(jī)完成閃存的信息寫入。
·飛行時(shí)由單片機(jī)完成系統(tǒng)的控制，包括90092的配置，閃存中控制命令和字符信息的組織，實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息的采樣，以及控制面板的響應(yīng)。

字符存儲部分
包括FLASH存儲器MBM29F040C，存儲容量512K×8bit。單片機(jī)和90092共用數(shù)據(jù)總線和地址總線，單片機(jī)在進(jìn)行閃存讀寫操作時(shí)可能干擾90092內(nèi)部寄存器的初始配置，因此在AT89C51與MBM29F040C、MBM29F040C與MB90092總線間加入隔離器，對地址總線和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行隔離，其中包括MBM29F040C片選信號CE、讀信號RE、寫信號WE。單片機(jī)控制隔離器使能EN和數(shù)據(jù)流向DIR。

字符疊加部分
主要為字符疊加芯片MB90092。MB90092支持的字符點(diǎn)陣為24×32，地址線ADR12、ADR13 =00,01,10時(shí)分別對應(yīng)漢字的左、中、右三部分，ADR12ADR13 ="11"時(shí)不用；ADR0~ADR4對應(yīng)每一部分的32個(gè)字節(jié)。這些地址在MB90092工作時(shí)自動(dòng)尋找，為此， MB90092的地址線ADR0~ADR4，ADR12~ADR13，ADR5~ ADR11，ADR14~ADR18分別與MBM29F040C的地址線A0~A18相連。單片機(jī)控制信號包括MB90092片選信號CS、串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘SCLK、串行數(shù)據(jù)輸入SIN、狀態(tài)控制信號TSC。

實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口設(shè)計(jì)
實(shí)時(shí)時(shí)鐘選用美國Xicor公司推出的串行時(shí)鐘芯片X1203，該芯片體積小、功耗低、使用簡單、接口容易，雙端口時(shí)鐘和報(bào)警寄存器使時(shí)鐘即使在讀寫操作期間也能精確工作。X1203采用I2C總線接口，在與AT89C51的接口中我們用P3.2 ，P3.3虛擬I2C總線接口，實(shí)現(xiàn)方法簡潔。

軟件實(shí)現(xiàn)
軟件設(shè)計(jì)主要包括兩部分：一是對寄存器設(shè)置以實(shí)現(xiàn)特定的功能；另一個(gè)是圖像顯示控制和字庫、寄存器設(shè)置命令的實(shí)時(shí)修改。

寄存器設(shè)置
MB90092通過對內(nèi)部寄存器的設(shè)置實(shí)現(xiàn)90092復(fù)位、字符顯示模式、字符尋址、字