单片机控制ADDA转换器实现视频采集创新研修报告.docx

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单片机控制ADDA转换器实现视频采集创新研修报告

2011春季学期创新研修报告

姓名：

李声勇

学号：

1080510123

实验地点：

主楼903

指导教师：

任广辉

实验时间：

2011年7月

实验目的：

通过配置SAA7111和SAA7120两款A/D、D/A芯片，实现以下功能：

摄像头采集模拟信号，输入到SAA7111芯片中将模拟信号转变为数字信号，将数字信号通过一片FPGA，FPGA对信号进行处理后再输入到SAA7120中，数字信号再次变为模拟信号，通过监视器就可以看到处理过后的图像。

SAA7111和SAA7120的配置由80C51单片机完成。

实验原理：

1、SAA7111简介

SAA7111的外观图片如图1所示

图1

SAA7111是philips公司生产的可编程视频处理器。

该芯片集A／D与解码功能于一身，片内附有锁相、自动钳位、自动增益控制、时钟产生、多制式解码等电路，另外，SAA7111还可对亮度、对比度和饱和度进行控制。

它既能支持PAL电视制式，又可支持NTSC电视制式。

SAA7111A内部含有I2C接口，故可通过I2C总线对SAA7111A的工作方式进行设定。

SAA7111A的场同步信号VREF、行同步信号HREF、奇偶场信号RESO、象素时钟信号LLC2都可由引脚直接引出，从而可省去时钟同步电路，且其可靠性和方便性也有了很大的提高，故可广泛地应用于放映机、数字电视、DVD录像机和游戏机等许多系统中。

SAA的主要特点如下：

1四路输入，支持CVBS和Y/C

2支持PAL、NTSC等多种制式

3亮度、对比度、饱和度等在线可调

4YUV、RGB等多种输出格式

5I2C总线控制

SAA7111的内部功能方框图如图2所示。

从SAA7111的四个模拟输入端AI11、AI12、AI21、AI22的某一引脚输入的视频图像信号经模拟处理后，一路可通过缓冲器输出到AOUT端用于监视，另一路经A／D转换器后则产生数字色度信号和亮度信号。

在分别进行亮度信号处理和色度信号处理后，其亮度信号处理结果的一路将送到色度信号处理器进行综合处理，产生的Y和UV信号经格式化后从VPO（16位）输出；另一路则进入同步分离器，并经数字PLL产生相应的行和场同步信号HS和VS，同时，PLL将驱动时钟发生器，以产生HS锁定的时钟信号LLC和LLC2。

SAA7111的所有功能均是在I2C总线控制下完成的，其中SCL为串行时钟，SDA为串行数据信号。

SAA7111的引脚分为五大部分，时钟引脚，模拟量输入，数字量输出，同步输出，I²C相关信号，分别如图3,4,5，6，7所示。

模拟量输入引脚连接示意图

图3

时钟输出引脚简介

图4

数字量输出引脚简介

图5

同步信号引脚简介

图6

I²C相关信号引脚简介

图7

其它引脚的简介如图8所示

图8

典型应用电路如图9所示

图9

本实验中，SAA7111需要对视频信号不加处理地输出为数字信号，对各寄存器的配置便是实验需要完成的任务，在此模式下，各寄存器的配置如下表所示。

2、SAA7120简介

实验中采用的模数转换芯片为ADC7170，其配置方法等与SAA7120类似，这里简单描述一下SAA7120的配置相关。

SAA7120的引脚作用于SAA7111基本类似，这里不做重复讨论。

SAA7120具有以下特点：

1支持PAL及NTSC制式

2支持CVBS和YC输出

3支持主模式和从模式

4可产生测试用彩条信号

5I2C总线控制

其主要组成框图如图10所示

图10

SAA7120具有两个模式，主模式和从模式

典型连接电路如图11

图11

SAA7120模式设置如下表所示

3、I2C总线简介

本实验使用的芯片完全是基于I2C总线传输协议设计的，SAA7111与ADC7170的各寄存器的设置也都将通过I2C总线传输到目的端。

I2C总线的控制由一块8051单片机完成。

本实验通过伟福实验模拟装置完成对单片机的配置，也就完成了实验的内容。

I2C总线的特点：

①串行总线，只有SCL、SDA两条线

②传输速率标准模式最高100kb/s，高速模式最高3.4Mb/s

③器件间相互独立，单个器件的增减不影响整个系统的工作

④抗噪能力好，电压范围宽

图中各器件均与总线中的SCL时钟信号线和SDA数据信号线相连，通信过程为：

通信发起方将需要访问的从机的地址放在数据总线上，与该地址匹配的从机做出响应，其它无关的设备关闭自己的通信端口。

主机再将需要传输的数据放在数据总线上，从机得到数据后做出相应的响应。

I2C的通信流程如下图所示：

根据电平需要，在单片机中，开始与结束的电平信号设置程序段如下：

开始程序：

Sda1=1;结束程序：

Scl1=0；

Scl1=1;Sda1=0；

Sda1=0;Scl1=1；

Scl1=0;Sda1=1；

程序段：

#include

#include

#include

longi,j;

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineAddWr71110x48/*视频AD器件7111地址选择及写标志*/

#defineAddRd71110x49/*视频AD器件7111地址选择及读标志*/

#defineAddWr71700xD6/*视频DA器件7170地址选择及写标志*/

#defineAddRd71700xD7/*视频DA器件7170地址选择及读标志*/

#defineulongunsignedlong

sbitSda1=P1^6;/*串行数据7111*/

sbitScl1=P1^7;/*串行时钟7111*/

sbitSda2=P1^4;/*串行数据7170*/

sbitScl2=P1^5;/*串行时钟7170*/

voiddelay（void）

{

unsignedchari;

i=20;

while（i--）

{}

}

voidWr7170（unsignedchara,unsignedcharb,unsignedcharc）

{

inttemp,d;

intflag=0;

Sda2=1;

Scl2=1;

delay（）;

Sda2=0;

delay（）;

Scl2=0;

delay（）;

d=0xD6;

for（i=0;i<8;i++）

{

temp=0x80&&d;

if（temp==0）

{

Sda2=0;

}

elseSda2=1;

delay（）;

Scl2=1;

delay（）;

Scl2=0;

delay（）;

d<<=1;

}

delay（）;

for（i=0;i<8;i++）

{

temp=0x80&&b;

if（temp==0）

{

Sda2=0;

}

elseSda2=1;

Scl2=1;

delay（）;

Scl2=0;

delay（）;

b<<=1;

}

for（i=0;i<8;i++）

{

temp=0x80&&c;

if（temp==0）

{

Sda2=0;

}

elseSda2=1;

Scl2=1;

delay（）;

Scl2=0;

delay（）;

c<<=1;

}

Scl2=0;

Sda2=0;

Scl2=1;

Sda2=1;

delay（）;

}

voidWr7111（unsignedchara,unsignedcharb,unsignedcharc）

{

inttemp,d;

intflag=0;

Sda2=1;

Scl2=1;

Sda2=0;

Scl2=0;

delay（）;

d=AddWr7111;

for（i=0;i<8;i++）

{

temp=0x80&&d;

if（temp==0）

{

Sda2=0;

}

elseSda2=1;

delay（）;

Scl2=1;

delay（）;

Scl2=0;

delay（）;

d<<=1;

}

delay（）;

for（i=0;i<8;i++）

{

temp=0x80&&b;

if（temp==0）

{

Sda2=0;

}

elseSda2=1;

Scl2=1;

delay（）;

Scl2=0;

delay（）;

b<<=1;

}

for（i=0;i<8;i++）

{

temp=0x80&&c;

if（temp==0）

{

Sda2=0;

}

elseSda2=1;

Scl2=1;

delay（）;

Scl2=0;

delay（）;

c<<=1;

}

Scl2=0;

Sda2=0;

Scl2=1;

Sda2=1;

delay（）;

}

voidInitializeA（）//unsignedcharMyData[4]

{

Wr7111（1,0x2,0xc0）;//c0

（1）c2

（2）

Wr7111（1,0x3,0x23）;//23

Wr7111（1,0x4,0x00）;//00

Wr7111（1,0x5,0x00）;//00

Wr7111（1,0x7,0xe0）;//e0

Wr7111（1,0x8,0x80）;//80

Wr7111（1,0x9,0x01）;//01

Wr7111（1,0xa,0x80）;//20

Wr7111（1,0xb,0x20）;//302010

Wr7111（1,0xc,0x30）;//30

Wr7111（1,0xd,0x00）;//00

Wr7111（1,0xe,0x01）;//01

Wr7111（1,0x10,0x43）;//03YVU422->0x43

Wr7111（1,0X11,0x0d）;//0d

Wr7111（1,0x12,0x01）;//05

（1）06

（2）

}

voidInitializeC（）//unsignedcharMyData[4]

{

Wr7170（1,0x0,0x05）;

Wr7170（1,0x1,0x38）;

Wr7170（1,0x2,0x00）;

Wr7170（1,0x3,0x00）;

Wr7170（1,0x4,0x00）;

Wr7170（1,0x7,0x0c）;//0c模式二的从模式，0d模式二的主模式,0a模式一的从模式

Wr7170（1,0x8,0x00）;

Wr7170（1,0x9,0xCB）;

Wr7170（1,0xa,0x8A）;

Wr7170（1,0xb,0x09）;

Wr7170（1,0xc,0x2A）;

}

voidmain（void）

{

InitializeA（）;

InitializeC（）;

while

（1）

{

Scl2=1;

Sda2=1;

Scl1=1;

Sda1=1;

}

}

实验心得与体会：

通过此次创新研修课的学习，我对视频信号的采集，处理，传输有了新的认识和了解。

同时进一步了解了I2C总线工作过程的时序和步骤，为以后使用I2C总线进行更加复杂设备的控制打下了基础。

通过对单片机的配置，巩固了我们单片机的知识。

相信在以后的学习和工作中，本课程的学习将使我们受益匪浅。