基于MAX7456视频字幕模块的单色OSD系统的实现过程
o 引言
为适应cctv(闭路电视)安全产业产生文字和图像并将其叠加到视频图像上的需求，maxim公司推出了max7456视频字幕模块。该器件是一款单通道、单色随屏显示(osd)发生器，内置非易失存储器(eeprom)。器件可产生用户定义的osd并将其插入视频信号所需的全部功能，同时兼容于 ntsc和pal视频标准。本文结合实例论述了基于max7456的单色osd系统的实现过程。
1 max7456的内部结构
max7456内部集成有产生用户定义的osd以及将其插入复合视频信号所需的全部功能和eeprom。该器件内置输入箝位、同步发生器、视频定时发生器、osd插入mux、非易失(eeprom)字符存储器、显示存储器、osd发生器、晶体振荡器、可读/写osd数据的spi兼容接口以及视频驱动器。 max7456芯片的内部结构如图1所示。
max7456可提供闪烁、反色和背景控制等功能。同时，max7456可接受标准ntsc或palcvbs等在安全产业视频标准中常见的信号。因此，该器件可适用于大多数安防市场的需要。
2 osd模块的系统结构
采用max7456的单通道osd发生器将会大大降低osd系统的复杂性和成本。该系统仅需普通的微控制器芯片并配合相应的软件，就能实现灵活多变的字幕显示需求。图2所示为max7456的应用系统框图。图中，pc通过rs232(串口)可将软件生成的字库信息下载到微控制器(mcu) 中，该字库信息再由微控制器(mcu)通过spi(serial peripheral interface bus)接口存储到max7456的eeprom中。摄像头输出的模拟视频信号经过osd模块的处理后，可以获得需要的带字幕的图像。在微控制器中运行的软件通过spi接口则可以实时控制字幕的显示内容。
3 osd模块的硬件结构
max7456作为osd系统的核心部件，需要相应的外围器件的配合才能发挥自己的作用。图3所示为osd模块的硬件结构框图。其中，max74 56负责对输入的模拟视频信号进行加字幕处理;maxq2000作为一颗低压微功耗单片机，可通过gpio模拟spi接口时序为max7456提供相应的控制信号，并负责通过串口与pc通信，以获得用户自定义的字符集和配置信息;max3002是一颗双向电平转换芯片，它可将mxxq2000的2.5v系统信号转化为max7456可以使用的5v系统信号;max3311是与max02000配套的串口芯片，负责提供与pc通信的串口信号;max8881 在此可将5v的供电转化为单片机和buffer芯片需要的2.5 v电源。
4 osd模块的软件结构
配合osd模块工作的软件包括两部分：一部分是运行于微控制器中的firmware，它包括spi接口驱动、memory配置程序、寄存器配置程序、串口的事务通信等;另一部分是运行于pc端的用户界面，可为用户提供简便的osd设置和memory升级的功能。
4.1 max7456控制例程
max7456的spi接口可支持高达10 mhz接口时钟(sclk)。写寄存器时，拉低 可使能串行接口，以在sclk的上升沿从sdin读取数据;而当 变为高电平时，数据将锁存到输入寄存器。如果传输过程中 变高，则程序终止(即数据不写入寄存器)。 变低之后，器件将等待从sd-in读入第一个字节，以确定正在执行的数据传输类型。图4所示为写数据时序。 读寄存器时，拉低 。地址将在sclk上升沿锁入sdin。然后，数据便可在sclk的下降沿从sdout输出。图5所示是从器件读数据的时序。 下面是具体的操作方法代码：
4.2 pc端用户界面
pc端的软件可向用户提供常用osd配置信息，如视频制式选择、字幕亮度、翻转方式、闪烁、选择字幕文件等功能。图6所示是其用户界面图。
这样，通过软件，用户还可以编辑字幕显示内容、自定义字符集和设置osd背景颜色等。
4.3 编译开发环境
运行于windows平台下的iar embeddedworkbench 2.10a是专门用于maxo系列微控制器的集成开发工具之一，目前已被大多数maxq系列芯片开发所使用。但是，在iar下建立新工程后，还需要设置编译选项：general option/target/device并选max200x。
5 结束语
max7546是一款单通道、单色随屏显示(osd)发生器，使用它开发osd系统不仅可以大大节省电路板空间和设计时间，同时还能以更低的成本提供更高的性能。本文介绍了osd系统的基本构成，并从硬件和软件两方面阐述了使用max7456搭建模拟电视字幕随屏显示系统的技术要点，希望对osd系统开发人员起到一定的指导作用。
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1 max7456的内部结构
max7456内部集成有产生用户定义的osd以及将其插入复合视频信号所需的全部功能和eeprom。该器件内置输入箝位、同步发生器、视频定时发生器、osd插入mux、非易失(eeprom)字符存储器、显示存储器、osd发生器、晶体振荡器、可读/写osd数据的spi兼容接口以及视频驱动器。 max7456芯片的内部结构如图1所示。
max7456可提供闪烁、反色和背景控制等功能。同时，max7456可接受标准ntsc或palcvbs等在安全产业视频标准中常见的信号。因此，该器件可适用于大多数安防市场的需要。
2 osd模块的系统结构
采用max7456的单通道osd发生器将会大大降低osd系统的复杂性和成本。该系统仅需普通的微控制器芯片并配合相应的软件，就能实现灵活多变的字幕显示需求。图2所示为max7456的应用系统框图。图中，pc通过rs232(串口)可将软件生成的字库信息下载到微控制器(mcu) 中，该字库信息再由微控制器(mcu)通过spi(serial peripheral interface bus)接口存储到max7456的eeprom中。摄像头输出的模拟视频信号经过osd模块的处理后，可以获得需要的带字幕的图像。在微控制器中运行的软件通过spi接口则可以实时控制字幕的显示内容。
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max7456作为osd系统的核心部件，需要相应的外围器件的配合才能发挥自己的作用。图3所示为osd模块的硬件结构框图。其中，max74 56负责对输入的模拟视频信号进行加字幕处理;maxq2000作为一颗低压微功耗单片机，可通过gpio模拟spi接口时序为max7456提供相应的控制信号，并负责通过串口与pc通信，以获得用户自定义的字符集和配置信息;max3002是一颗双向电平转换芯片，它可将mxxq2000的2.5v系统信号转化为max7456可以使用的5v系统信号;max3311是与max02000配套的串口芯片，负责提供与pc通信的串口信号;max8881 在此可将5v的供电转化为单片机和buffer芯片需要的2.5 v电源。
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4.1 max7456控制例程
max7456的spi接口可支持高达10 mhz接口时钟(sclk)。写寄存器时，拉低 可使能串行接口，以在sclk的上升沿从sdin读取数据;而当 变为高电平时，数据将锁存到输入寄存器。如果传输过程中 变高，则程序终止(即数据不写入寄存器)。 变低之后，器件将等待从sd-in读入第一个字节，以确定正在执行的数据传输类型。图4所示为写数据时序。 读寄存器时，拉低 。地址将在sclk上升沿锁入sdin。然后，数据便可在sclk的下降沿从sdout输出。图5所示是从器件读数据的时序。 下面是具体的操作方法代码：
4.2 pc端用户界面
pc端的软件可向用户提供常用osd配置信息，如视频制式选择、字幕亮度、翻转方式、闪烁、选择字幕文件等功能。图6所示是其用户界面图。
这样，通过软件，用户还可以编辑字幕显示内容、自定义字符集和设置osd背景颜色等。
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5 结束语
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