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DVI数据传输监测模块设计

  • 简介:(论文61页、21765字)摘要:本设计是视频图像处理硬件平台的一部分。我的任务是在合作完成硬件测试平台系统设计的基础上,将重点设计DVI信号传输的监测模块。DVI数字视频接口具有信号传输质量好,传输距离长等优点,有效地减少了视频信号通过A/D和D/A转换而...
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(论文61页、21765字)摘要:本设计是视频图像处理硬件平台的一部分。我的任务是在合作完成硬件测试平台系统设计的基础上,将重点设计DVI信号传输的监测模块。
DVI数字视频接口具有信号传输质量好,传输距离长等优点,有效地减少了视频信号通过A/D和D/A转换而造成的信号失真。现在已经广泛应用到家庭数字视频设备中,逐渐开始替代模拟视频传输接口,成为视频传输接口的主流。
在该论文中,我首先研究了DVI,VGA接口及其协议,学习了系统核心芯片资料,在此基础上,完成了DVI接收、监测硬件电路的设计。同时研究了系统中的D/A芯片——THS8200芯片正常工作需要的寄存器配置要求,学习了IIC协议,完成了相关的单片机硬件配置电路制作和相关软件程序的设计,并随后进行了配置系统的软硬件验证,在系统软硬件完成后,合作进行了DVI接收,监测系统的调试,系统正常工作。

关键字:DVI;数据传输;监测;单片机
 
The Design of the Data Tramission and Monitor Module Based on DVI
Abstract: This design is a part of the hardware platform of video image processing. The platform circuit is designed by our group at first, this thesis focuses on the module of DVI signal transmission.
DVI digital video interface has many advantages, such as excellent signal quality, long transmitting distance, etc. DVI reduces the signal distortion caused by the conversion of A/D and D/A.  Nowadays, DVI is used widely in the digital home video equipments, and is replacing the analog video transmission interface gradually. DVI will become the mainstream of the video transmission interface.
In this dissertation, the protols of DVI and the VGA interface is studyed at first, and then,the  datasheets of the main chips used in the system are analysed. Based on these, the circuit of the DVI tramission and monitor is designed by our group. At the same time the values of register memorys of THS8200(a D/A conversion chip) are obtained, the protocol of IIC-BUS is studied. The design of the configuration circuit and relevent software of SCM for the chip are finished。When the handware and software are ready, the system is debugged by our group. The system works well finally.

Key words: DVI, Date Transmission, Supervision, SCM
 
目   录
第1章 绪论 1
第2章 DVI数据传输系统方案的设计 3
2.1 视频图像测试平台设计 3
2.2 DVI数据传输监测系统总体设计思路 3
2.3 DVI数据传输接口 4
2.3.1 DVI接口的背景 4
2.3.2 DVI数据传输原理 5
2.3.3 T.M.D.S协议简介 5
2.4 VGA数据传输接口 6
2.5 本章小结 7
第3章 DVI模块电路硬件设计 8
3.1 DVI接收模块电路设计 8
3.1.1 SII169芯片 8
3.1.2 DVI接收模块电路设计 9
3.2 DVI监测模块电路设计 11
3.2.1 THS8200芯片 11
3.2.2 THS8200外围电路设计 14
3.3 电路设计软件介绍 16
3.4 本章小结 17
第4章 单片机硬件设计 18
4.1 单片机的选择 18
4.2 AT89S51芯片介绍 18
4.3 单片机下载电路设计 19
4.3.1 单片机振荡电路设计 19
4.3.2 单片机复位电路设计 19
4.3.3 单片机下载电路设计 19
4.4 单片机电路验证实验 22
4.5 本章小结 22
第5章 系统软件设计 23
5.1 D/A芯片(THS8200)配置参数分析 23
5.2 IIC总线 28
5.2.1 IIC总线协议 28
5.2.2 IIC读写程序 28
5.3 IIC硬件调试 35
5.3.1 AT24C02简介 35
5.3.2 AT24C02读写调试 36
5.3.3 THS8200读写调试 37
5.4 本章小结 38
第6章 联合调试 39
6.1 调试环境 39
6.2 调试过程 39
6.2.1 电路检查 39
6.2.2 电路调试 39
6.3 调试结果 40
结  论 45
致  谢 46
参考文献 47
附录1 单片机控制系统原理图 48
附录2 DVI传输电路及THS8200连接电路原理图 49
附录3 DVI传输电路及THS8200连接电路PCB图 50
附录4 THS820O寄存器IIC配置程序 51

 
第1章 绪论
追求收看到逼真清晰的视频图像是人们生活水平不断提高的一个自然要求,在这种需求的支配下,工程师们进行了大量的工作,从用PAL制替代NTSC制以降低图像的色彩失真,到采用数字化技术对图像进行数字化处理,发展到现在研究数字电视和高清晰度电视这一系统的大变革来提高视频节目的收看质量。我们的课题是建立在这样一个市场背景中,根据长虹公司提供的视频图像质量改进要求,在四川省教育厅,西南科技大学相关项目经费支持下,我们开展了《平板电视视频图像处理》的课题研究,我们这组的工作是其硬件设计——FPGA测试平台搭建的一部分:视频信号的正确接收与监测。
目前,大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟视频图形阵列(VGA)接口连接,显卡的D/A转换器将计算机内部生成的数字图像信号转变为模拟的RGB三原色信号和行、场同步信号,信号再通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备,如模拟阴极射线管(CRT)显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像。对于LCD之类的数字显示设备,显示设备中需配置模/数转换器,将模拟信号变为数字信号才能显示。
DVI接口首先源自于PC机应用,其目的主要是取代现有的模拟VGA接口。采用DVI接口进行连接,是全数字化的数据处理,省去了D/A,A/D转换过程,明显提高了传输的数据质量和传输距离,在PC上获得了成功。随着消费电子产品的快速发展,液晶显示器(LCD)、等离子平板显示屏(PDP)、发光二极管(LED)、有机发光显示器(OLED)等新型显示终端的出现,对画质的要求越来越高,DVI以其良好的图像传送质量,在上述显示设备中广泛使用,现也成为这些设备的基本配置。
在本次设计中,我和同组的同学的任务是,用DVI接收端口正确接收发送来的数字视频信息,并保证传送到FPGA芯片的数据流的正确性。我们的分工是,同组同学负责完成DVI接收、监测硬件电路的设计;我协助他完成了DVI接收、监测硬件电路的设计,重点研究其中的D/A芯片(THS8200芯片)正常工作需要的寄存器配置要求,完成了相关的单片机硬件配置电路制作和相关软件程序的设计,并进行了配置系统的软硬件验证,最后,和同学合作完成了DVI接收,监测系统的调试。
本论文安排如下:
第1章:绪论,主要讲述本设计任务的背景和目标,及我们小组的任务和分工。
第2章:简述FPGA硬件平台搭建,重点表述视频图像传输和监测系统设计。
第3章:DVI模块电路硬件设计,重点表述THS8200和SII169芯片的技术特点和相关硬件电路设计。
第4章:单片机硬件平台的设计,主要表述了单片机核心芯片的选型和相关电路设计及测试。
第5章:配置电路系统的软件设计,主要表述了IIC-BUS协议,及系统软件设计过程,另外还有单片机软件的联合调试情况。
第6章:系统的联合调试,包括调试环境、调试过程和调试结果。
 

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