基于MB90092的视频字符叠加技术

近年来车载视频系统已广泛应用于长途客车、公交汽车以及家用轿车，车载视频技术也不断受到人们的重视。

但目前广泛使用的车载电视大部分还只局限于观看录制的电视节目及车内实况录像等，即便能够查看诸如汽车行驶参数、车内外温度、系统状态等一些重要信息，也必须不断地切换视频信号。因此，设计一种车载视频图形字符叠加系统，使各种视频信号能够同时叠加地显示在电视屏幕上，就显得格外重要。本文尝试将超声波测距的信号(倒车雷达)以字符的形式叠加到目标的视频信号上，达到更直观的效果。

1 SPCE061A和MB90092的性能特点

1.1 SPCE061A的性能特点

SPCE061A是凌阳科技推出的一款16位结构的微控制器。SPCE061A里内嵌32K字的闪存(Flash)；具备2个16位可编程定时器／计数器(可自动预置初始计数值)；2个10位数／模转换(D／A)输出通道；32位通用可编程输入／输出端口；7通道10位电压模／数(A／D)转换器(ADC)和单通道声音模／数转换器；串行设备接口。较高的处理速度使μ’nSP能够非常容易、快速地处理复杂的数字信号。SPCE061A的开发是通过在线调试器PROBE实现的，在计算机IDE集成开发环境软件包下，实现在线调试功能。

1.2 MB90092的性能特点

MB90092是富士通公司推出的一款用CMOS工艺制成的专用视频字符叠加芯片。内部集成了显示内存(VRAM)、外挂字库接口和视频信号发生器，外部只需连接少量的元件就可以显示汉字和图形。MB90092提供两种屏幕叠加方法，分别称为“主屏”和“副屏”，二者可单独或相互重叠出现在监视器上；支持的字符显示点阵为24×32，每个字符可以有不同的颜色。MB90092有视频信号输入脚，在内部可完成视频信号与字符信号的叠加，直接输出复合视频信号；内部可自行产生同步信号，因此无需外加视频信号和同步信号，可直接输出字符信号至监视器，在监视器上显示不同背景颜色、不同字符颜色的文本。

2 系统设计

2.1 系统组成

单片机根据超声波测距得到的信号，计算出倒车距离。从车后获得的视频信号经LM1881分离出行同步信号和场同步信号后，与原视频信号一同输入MB90092。MB90092根据单片机的指令读取字库RAM中的字符，并将图像信号、距离字符按一定比例混合在一起，送出视频输出信号。基本系统组成如图1所示。

2.2 硬件电路设计

2.2.1 视频输入／输出处理模块

由于汽车外部视频输入信号电压为Vp-p，而MB90092接收的复合视频信号电压是2Vp-p，而且需要有1 V的直流偏置。因此需要对视频输入信号进行放大。放大电路采用OPA2354高频高速放大器，如图2所示。OPA2354是个双运放，在视频输出的部分由于MB90092的输出阻抗较高，因此用OPA2354的一个运放作射随器输出，保证了信号输出的质量。

2.2.2视频同步分离电路

外同步信号是MB90092芯片叠加字符的重要信号，通过该信号的输入来保证视频信号和字符的同步叠加，因此选用了National Semiconductor公司的LM1881行场分离器。该电路的集成度高，只需少量外围电阻、电容电路就可有效地提取出视频信号中的同步信号。图3中，LM1881的1脚和3脚分别接MB90092的水平同步信号输入端口EXHSYN和垂直同步信号输入端口EXVSYN。

2.2.3字符叠加电路

MB90092是通过CS(片选)、SCLK(串行时钟)、SIN(串行数据)3个引脚来接收外部控制指令和显示数据的。MB90092的每条指令由2个字节组成，第1字节的高5位是命令码，其余位和第2字节为数据。MB90092共有13种指令和2种保留指令。图4是MB90092的外部接口时序图。

字库采用外挂的Flash存储器，字符每个都是由24×32个点阵组成。根据芯片与外部字符存储器的地址接口关系，以及芯片读取点阵数据的顺序，先将所需要的字符烧录到外部存储器中。

字符叠加基本工作过程：①确定工作方式为外同步方式，外部视频信与内部字符同步；②发送字符显示坐标给MB90092，确定字符在屏幕上的坐标；③发送字符代码给MB90092，确定要显示的字符。

2.3 软件设计

SPCE061A主要完成超声波测距，对MB90092进行控制调用字库RAM里的字符点阵。在读取超声波测量的数据后，对该数据进行处理转换为要调用字符的地址码，以调用字库RAM中要叠加的字符点阵。图5为系统控制程序流程。

结 语

经试用，该视频字符叠加器工作可靠，响应速度快，叠加字符图形清晰，距离数字显示准确。同时，MB90092有丰富的显示模式可供选择，具有很好的应用前景。