CN101009088A

CN101009088A - 一种显示彩色信息的装置及方法

Info

Publication number: CN101009088A
Application number: CN 200610033465
Authority: CN
Inventors: 刘陟; 叶计安; 谢丽琴; 杨小红; 石岭; 刘云
Original assignee: Arkmicro Technologies Inc
Current assignee: Arkmicro Technologies Inc
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: CN100527214C

Abstract

一种显示彩色信息的装置及方法，该装置主要包括：一具有OSD功能的视频MCU，主要控制OSD模块，控制时钟发生及协调整个系统的工作；一时钟发生芯片，产生CRT显示所需的行场同步信号，行场同步信号一方面用以产生OSD信号，一方面用以驱动CRT显示器；一CRT显示器接口和CRT显示器。本装置还可包括连接到MCU的I/O口的按键或红外接收器件，实现系统的人机交互。实现显示的方法简单，与现有技术相比，其优点在于：系统成本低廉，连接简单，体积小，显示效果较好，支持动态效果显示，完全可以满足一般信息显示的要求，操作方便，可以提供友好的人机界面。

Description

一种显示彩色信息的装置及方法

技术领域

本发明属于视频显示系统领域，具体涉及一种在CRT上显示彩色字符信息的系统及方法。

背景技术

在一些特定的场合，常常需要显示一些字符信息，用做资讯，提示或广告等用途。比如火车站的列车车次显示信息，机场航班班次信息，股市的交易行情，银行的存款利率等等。在这些场合，对显示的要求在于显示的信息不仅要清晰，醒目，而且要支持动态更新，甚至在某些场合还要求有友好的人机交互功能。不过总体来说这些场合显示的内容往往比较简单，而且以文字信息为主。为满足以上的对显示信息的不同要求，产生了许多不同的解决方案。

一种现有的技术是采用CRT作为显示终端，用X86架构的CPU作为控制器，再加上显卡，硬盘等其他外设构成整个系统。这种系统中，需要显示的信息由微机系统产生，经过显卡传送到CRT上显示。这种方法的优点在于可以显示比较复杂的信息，可以通过软件轻易的修改显示内容，容易提供友好的人机界面，而且显示效果好，其缺点是系统成本较高，体积也较大。

另一种现有的技术是采用单色LCD作为显示终端，用单片机MCU作为控制器，加上LCD驱动芯片等外设构成系统。这种方式在单片机扩展的存储空间内储存显示信息，用单片机程序控制，将信息送到LCD显示。这种方式的优点是系统成本很低，控制简单，缺点是可以显示的内容太过简单，且为单色，显示效果不理想，且难以提供方便的人机界面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能显示彩色字符信息，又能实现简单方便的人机交互功能的装置及方法，同时构成的系统成本低，体积小。

为了实现上述发明目的，本发明公开了以下技术方案：一种显示彩色信息的装置，该装置主要包括：一具有OSD功能的视频MCU，主要控制OSD模块，控制时钟发生及协调整个系统的工作；一时钟发生芯片，产生CRT显示所需的行场同步信号，行场同步信号一方面用以产生OSD信号，一方面用以驱动CRT显示器；一CRT显示器接口和CRT显示器。

OSD(即ON SCREEN DISPLAY)信号一般叠加在视频信号上，作为视频系统(如TV，DVD等)的提示信息界面。OSD分为字符型和位图型，可以分别显示出复杂程度不同的字符和图形。OSD一般都可以显示彩色字符和图形，用在信息显示场合完全可以满足需要。

一种显示彩色信息的方法，该方法包含如下几个主要步骤：

步骤1：时钟发生芯片产生行同步信号并输出到视频MCU，视频MCU根据输入的行同步信号产生场同步信号；

步骤2：视频MCU的OSD模块根据输入的行场同步信号，在MCU软件的控制下产生OSD信号，输出的OSD信号为R，G，B三路模拟信号；

步骤3：步骤2所述的三路R，G，B信号与行场同步信号一起输出到VGA接口(CRT显示器接口)上，再通过VGA接口连接到CRT显示器，即可显示设定好的信息。

为了在CRT上显示OSD图像，必须产生相位、频率符合一定要求的行场同步信号。本发明所提供方法的步骤1中所述的产生行场同步信号，该步骤还包括如下的具体步骤：

步骤1.1：采用多谐振荡器产生行同步信号；

步骤1.2：由多谐振荡器产生的行同步信号连接到MCU的定时/计数器的输入端，用计数器对该行同步脉冲信号进行计数，由MCU软件控制计数器的计数值，使得计数器每接收到n个行同步脉冲信号就产生一次中断；

步骤1.3：在中断服务程序中对一个变量ct_int计数，每次中断使该变量值加一，如果ct_int的值达到常数WID_POS(值较小)，则使MCU的一个I/O口的电平反转，然后等待下一次中断。如果ct_int的值达到常数WID_VSYC(值较大，远大于WIDTH_POS)，则使I/O口的电平反转，同时清除ct_int的值，等待下一次中断，这样在该I/O口上将可以得到一个脉冲信号(场同步信号)；

步骤1.4：步骤1.3产生的脉冲信号(场同步信号)与行同步脉冲保持一定的相位关系，在频率上与行同步脉冲成倍数关系，由WID_VSYC控制，该时钟信号脉冲宽度由WID_POS控制，就可以在I/O口上输出一个频率和脉宽可调，且与行同步时钟同步的场同步信号。

多谐振荡器应该选择可调整频率、相位的器件，这样可以产生频率为Fh的时钟信号。只要适当选取WID_POS与WID_VSYC的值，就可以在I/O口上输出一个频率和脉宽可调，且与行同步时钟同步的场同步时钟信号了。

本发明所述的显示彩色信息的装置，还可包括连接到MCU的I/O口的按键或红外接收器件，实现系统的人机交互。

为了实现系统的人机交互，本发明还提供一种利用OSD作显示界面，键盘或红外遥控器作输入设备的人机交互方法，该方法包含如下的步骤：

步骤一：用OSD图像模拟出按钮和光标，这些按钮和光标通过MCU程序定位，跟踪，按钮固定显示在CRT屏幕的某个坐标上，而光标则通过软件移动；

步骤二：用户通过按键和遥控器发出移动光标的命令，则光标相应的在屏幕上移动，同时，程序跟踪光标的坐标，如果光标的坐标在按键覆盖的范围内，而同时又接收到从按键或遥控器发来的点击命令，则按钮被按下，执行相应的定义好的操作，同时更改按钮的OSD显示，标示出按钮处在已被按下的状态。

通过上述的简单步骤，用户就可以完成一些简单的人机交互功能。

在人机交互的过程中，OSD图像常常需要动态的改变，有时甚至需要一些简单的动画功能。如果在显示OSD的同时改变OSD图像的内容，往往会造成图像的闪烁。本发明还提供一种无闪烁的实现一些动态效果显示的方法：即在消隐的时间内完成OSD图像的更新，即在场消隐中完成OSD的动态刷新。

由于在本发明提供的系统中，场同步信号是由MCU的软件生成的，所以场消隐的时间很容易跟踪，在场消隐的时间段内可以轻易的完成OSD的更新。这样，即使是做出一些简单的动画效果，用户也不会感觉到闪烁。

以上所述一种显示彩色信息的装置及方法，与现有技术相比，其优点在于：系统成本低廉，连接简单，体积小，显示效果较好，支持动态效果显示，完全可以满足一般信息显示的要求，操作方便，可以提供友好的人机界面。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不应作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明典型实施例的硬件连接框图；

图2为在本发明典型实施例中NE555的电路图；

图3为本发明典型实施例中产生场同步脉冲的软件模块的流程图；

图4(a)为本发明典型实施例中显示在屏幕上的简单的人机交互界面示意图；

图4(b)为本发明典型实施例中响应人机交互界面发出的命令后显示的画面；

具体实施方式

图1为本发明的典型实施例的硬件连接框图，图中所示显示彩色信息的装置包括了一个具有OSD功能的视频MCU(ARK7118，电脑电视视频处理SOC芯片)，时钟发生芯片(NE555)，5个人机交互功能按键(KEY1、KEY2、KEY3、KEY4、KEY5)，以及一个VGA接口。NE555在本实施例中作为行同步信号的发生器，产生的行同步脉冲信号连接到ARK7118的OSD模块和计数器。程序通过对行同步计数，产生出场同步脉冲信号，并输出到MCU的P1.1上。P1.1口上的场同步信号一方面连接到ARK7118的OSD模块以产生OSD信号，另一方面输出到VGA接口以驱动CRT显示器。同时，行同步通过P1.0输出到VGA接口上以驱动CRT。OSD模块根据输入的行场同步信号，在程序控制下产生OSD信号，分R，G，B三路送到VGA接口。另外，上述5个按键(KEY1、KEY2、KEY3、KEY4、KEY5)连接到ARK7118的P0.0～P0.4，作为系统的人机接口。

以下详细描述本发明所述装置的工作原理与控制流程：

如图2，NE555连接成多谐振荡器的形式，这样的连接可以输出一个脉冲信号，通过调节电位器1，可以改变输出时钟信号的高电平宽度。通过调节电位器2，可以改变时钟信号的低电平宽度。从而，通过调节电位器1和2，就可以产生特定频率和脉宽的时钟信号了。在本实施例中，产生的行同步脉冲频率为31.25KHZ，其脉冲宽度为4us。

用NE555产生所需的行同步信号，一方面输出到ARK7118的OSD模块上，另一方面输出到ARK7118的计数器的输入端。输入到OSD模块的行同步信号用于产生OSD的点时钟，这个过程由ARK7118的内部硬件逻辑完成，不需要软件的参与。而输出到计数器的行同步信号用于产生场同步脉冲信号，这是用MCU的软件完成的，该软件流程图如图3所示。在本实施例中，要产生一个频率为50HZ，脉冲宽度为200us的场同步脉冲信号，下面结合流程图(附图3)描述具体的实现步骤：

步骤1：配置计数器参数，使用计数器，计数器配置成工作在模式1，上升沿计数，8位的计数器模式。计数初值配置成255-100＝155，这样，每100个行同步时钟引起一次计数器中断。给出一个中断计数变量ct_int，其初值为0，每次中断入口处对ct_int进行加一操作。

步骤2：产生场同步脉冲的F降沿。当发生了计数器中断时，首先判断ct_int的值，如果其值等于2，则将ARK7118的P1.1口置低，然后退出中断服务程序，等待下一次中断。

步骤3：产生场同步脉冲的上升沿，在中断服务程序中判断ct_int的值，如果其值为200，则将ARK7118的P1.1口置高，然后将ct_int清零，推出中断。

步骤4：用MCU程序生成特定的OSD字符和图形。在本实施例中，我们准备生成如图4(a)的一个简单的人机界面。按下KEY1，KEY2，KEY3，KEY4可以分别在上，下，左，右四个方向上移动图中的光标。如果当光标移动到图中的按钮上的时，按下KEY5，则执行相应的操作，更新OSD显示的字符和图形，使屏幕上显示如图4(b)所示的画面。

在此简单描述ARK7118(电脑电视视频处理SOC芯片)OSD显示的操作方法：要用ARK7118产生OSD显示，必须在芯片内部一块特定的ram内写入OSD字符的字体信息和色彩信息，再配置一些有关图形定位，显示功能的寄存器就可以了。这些操作在这里统称为更新OSD的操作。图4(a)和图4(b)对应的OSD的静态配置信息都事先存储在MCU的程序空间内，在使用时只要写入ram和寄存器就可以了。而一些动态的图形，如光标，则光标对应的坐标必须用变量保存好并随时跟踪、更新。

下面描述详细的步骤：

步骤1首先将图4(a)的静态信息写入ram和寄存器，产生如图4(a)的OSD图形显示，光标的初始位置为屏幕正中。

步骤2接收来自按键的输入，根据键值更新光标的坐标和OSD显示。如果发现KEY5按下，则进入到步骤3，否则继续等待按键。

步骤3查询光标的坐标，判断其坐标是否在按键占据的范围内，如果不在范围内，则回到步骤2，继续等待按键。如果在范围内，则将图4(b)的静态信息写入，更新OSD显示，使屏幕上显示如图(b)所示的画面。然后返回步骤2，继续等待按键的输入。

为了防止显示一些动态效果时产生的闪烁现象，ARK7118提供场中断功能，即在场脉冲上升沿来临时产生一个场中断，在场中断服务程序中完成OSD图像的更新，即可以保证在消隐期间进行OSD的动态刷新，从而避免了闪烁。

以上对本发明所公开的系统和方法的一个典型实施例作了详细的描述，可以看到，此方案操作时方便灵活，通用性强，而且硬件成本低。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明作出各种相应的改变，但这些相应的改变都应属于本发明所主张的权利要求的保护范围。

Claims

1、一种显示彩色信息的装置，该装置主要包括：一具有OSD功能的视频MCU，主要控制OSD模块，控制时钟发生及协调整个系统的工作；一时钟发生芯片，产生CRT显示所需的行场同步信号，行场同步信号一方面用以产生OSD信号，一方面用以驱动CRT显示器；一CRT显示器接口和CRT显示器。

2、一种显示彩色信息的方法，该方法包含如下几个主要步骤：

步骤3：步骤2所述的三路R，G，B信号与行场同步信号一起输出到VGA接口上，再通过VGA接口连接到CRT显示器，即可显示设定好的信息。

3、根据权利要求2所述的一种显示彩色信息的方法，其特征在于：所述显示彩色信息方法步骤1中产生行场同步信号，该步骤还包括如下的具体步骤：

步骤1.1：采用多谐振荡器产生行同步信号；

步骤1.3：在中断服务程序中对一个变量ct_int计数，每次中断使该变量值加一，如果ct_int的值达到常数WID_POS(值较小)，则使MCU的一个I/O口的电平反转，然后等待下一次中断，如果ct_int的值达到常数WID_VSYC(值较大，远大于WIDTH_POS)，则使I/O口的电平反转，同时清除ct_int的值，等待下一次中断，这样在该I/O口上将可以得到一个脉冲信号(场同步信号)；

4、根据权利要求1所述的一种显示彩色信息的装置，该装置还可包括连接到MCU的I/O口的按键或红外接收器件，以实现系统的人机交互。

5、利用OSD作显示界面，键盘或红外遥控器作输入设备的人机交互方法，该方法包含如下的步骤：

步骤二：用户通过按键和遥控器发出移动光标的命令时，则光标相应的在屏幕上移动，同时，程序跟踪光标的坐标，如果光标的坐标在按键覆盖的范围内，而同时又接收到从按键或遥控器发来的点击命令，则按钮被按下，执行相应的定义好的操作，同时更改按钮的OSD显示，标示出按钮处在已被按下的状态。

6、一种无闪烁的实现一些动态效果显示的方法：在消隐的时间内完成OSD图像的更新，且在场消隐中完成OSD的动态刷新。