CN101582281A - 基于嵌入式微处理器的可视化车载设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有菜单操作灵活，应用界面色彩丰富的基于嵌入式微处理器的可视化车载设备。包括：DVD读取装置，用于读取DVD碟片，并生成视频数据；嵌入式微处理器，用于对视频数据进行解码；视频显示装置，用于显示解码后的视频信号；该设备还包括存储装置，所述存储装置存储有控制指令以及与该控制指令相关联的第二视频数据，所述控制指令包括驱动DVD读取装置读取DVD碟片的第一控制指令，所述嵌入式微处理器获取所述第一控制指令，将其发送给DVD读取装置驱动该装置读取DVD碟片，同时所述的第二视频数据被嵌入式微处理器发送到视频显示装置显示。

Description

基于嵌入式微处理器的可视化车载设备

【技术领域】

本发明涉及一种可视化车载设备，具体涉及一种具有菜单操作灵活，应用界面色彩丰富的基于嵌入式微处理器的可视化车载设备。

【背景技术】

可视化车载设备有很多种，以车载DVD导航设备为例，车载DVD导航设备是在原来的车载DVD的主板上还连接一个GPS导航板，起到既能播放DVD又能实现GPS导航功能的设备，在视频处理方面，车载DVD导航设备都是通过单片机加视频解码来实现的，随着功能的不断增多，而各种不同功能都需要同一个显示屏幕来完成显示，所以就需要通过菜单选项来控制不同的功能之间的切换，在视频解码芯片中集成有OSD，从而使可视化车载设备具有菜单选择的功能。

OSD是OnScreenDisplay的缩写，是应用在显示屏上，在显示屏的屏幕中产生一些特殊的字形或图形，让使用者得到一些讯息，在车载DVD导航设备上应用非常普遍，当使用者通过按钮或者控制键对车载DVD导航设备中的各种功能进行操作时，显示屏上就会显示各种菜单选项供人们进行选择，并将选择后的状态显示在屏幕上让使用者知道，此控制IC可在屏幕上的任何位置显示一些特殊字形与图形，成为人机交互界面上重要的讯息产生装置。

OSD具有字符型和位图型两种，字符型OSD虽然响应速度较快，但是其显示的色彩很单调，显示的字符类型也很单一，位图型OSD虽然相对字符型OSD直观，显示的图片也较丰富，但是由于其本身的视频处理能力较弱，所以其图形的显示速度相对较慢，使用者在操作菜单选项的时候非常不灵活。

虽然市面上出现了OSD功能很强的芯片，支持的色彩和图形很丰富，但是无法与车载DVD导航设备融为一体，同时这种芯片的也比普通的视频解码芯片成本要高很多。

视频解码芯片除了显示应用界面外，还负责视频的显示和转换功能，而目前的视频解码芯片能解码的视频格式以及解码视频的能力有限，对于高清视频以及数据量非常大的视频无法胜任。

所以综合以上所述，通过单片机和视频解码芯片来做视频处理以及菜单操作至少具有以下几个缺点：

视频解码能力受到限制，不能显示高清以及3D视频。

菜单操作界面图形简单，色彩单调，没有3D炫彩效果。

菜单操作不灵活，程序响应、视频信号切换时间缓慢。

【发明内容】

本发明通过使用嵌入微处理器来处理视频解码以及菜单操作，菜单操作界面处理等，替代传统的单片机加视频解码芯片来处理这些应用功能，解决了上述所述的技术问题。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于嵌入式微处理器的可视化车载设备，包括：

DVD读取装置，用于读取DVD碟片，并生成视频数据；

嵌入式微处理器，用于对视频数据进行解码；

视频显示装置，用于显示解码后的视频信号；

所述嵌入式微处理器驱动DVD读取装置读取DVD碟片，获取所述第一视频数据并进行解码，将解码后的视频信号发送给所述视频显示装置显示出来。

所述存储装置存储有控制指令集以及与该控制指令相关联的图文数据库，该设备还包括操控装置，所述操控装置与嵌入式微处理器连接，所述操控装置控制嵌入式微处理器读取所述存储装置存储的控制指令集，所述嵌入式微处理器读取控制指令集中的控制指令并将与该控制指令相关联的图文数据发送到视频显示装置显示。

所述控制指令集包括驱动DVD读取装置读取DVD碟片的第一控制指令，所述嵌入式微处理器获取所述第一控制指令将其发送给DVD读取装置，DVD读取装置获取该第一控制指令读取DVD碟片。

所述的DVD读取装置包括一单片机，所述单片机与嵌入式微处理器相连，所述DVD读取装置通过单片机获取第一控制指令，并通过单片机将所述视频数据发送给嵌入式微处理器解码。

该设备还包括GPS导航模块，所述控制指令还包括驱动GPS模块工作的第二控制指令，所述GPS导航模块读取所述第二控制指令，获取定位数据，并将所述定位数据发送给所述嵌入式微处理器处理，生成定位视频信号，该嵌入式微处理器将所述定位视频信号发送给视频显示装置显示。

所述存储装置还存储有视频文件供所述嵌入式微处理器读取，该嵌入式微处理器对读取的视频文件进行解码，生成视频信号，所述视频信号被发送到视频显示装置显示。

该设备还包括蓝牙模块和红外模块中的一种或两种，所述蓝牙模块或红外模块用于获取视频文件并将该视频文件存储在所述数据存储设备中。

该设备还包括数字电视芯片，所述数字电视芯片与所述单片机相连，所述控制指令还包括驱动数字电视芯片的工作的第三控制指令，所述单片机获取该第三控制指令，驱动所述数字电视芯片获取电视信号的命令，所述单片机处理该电视信号生成视频数据，所述嵌入式微处理器处理该视频数据，生成视频信号，发送给视频显示装置显示。

所述控制指令还包括视频信号切换的第四控制指令，所述嵌入式微处理器读取所述第四控制指令，控制不同的视频信号发送给视频显示装置显示。

该设备还包括音频播放装置，所述音频播放装置与所述嵌入式微处理器连接，所述嵌入式微处理器还用于对所获取的音频数据进行转换，生成音频信号，音频播放装置获取该音频信号并播放出来。

所述音频播放装置包括一声音源控制模块，该声音源控制装置获取嵌入式微处理器发送的音频信号切换指令，控制不同的音频信号播放。

本发明的主要原理在于将基于嵌入式微处理器代替了单片机加视频解码芯片来做应用界面，使应用界面操作简便快速，界面图像显示的画质更高。同时增加了嵌入式微处理器用来处理导航数据，不仅使导航速度更快，还使得本发明的设备在娱乐和导航时切换时相当快速。

嵌入式微处理器和单片机处理器通过数据接口连接，由于单片机处理数据的能力要稍弱于嵌入式微处理器，本发明通过提高数据传输速度的方法使得出现信息变同步，不会因此出现信息显示不及时的情况。

实际上在本发明中的DVD读取装置中的单片机和嵌入式微处理器作为处理器均有处理数据的能力，只是嵌入式微处理器处理数据的能力要比单片机要强，而在本发明中采用单片机和嵌入式微处理器并存的设计，使得嵌入式微处理器专业处理器转于处理复杂数据，而单片机处理简单数据，这样使设备在视频切换和程序控制上反映速度更快。

实际上，另外一种情况是，所有的功能单元，如DVD读取装置、GPS导航模块、红外模块、蓝牙模块以及数字电视模块均可与嵌入式微处理器直接连接，所有功能单元处理后的数据均通过嵌入式微处理器处理后发送给视频显示装置显示。

本发明有益的技术效果在于：

本发明通过嵌入式微处理器来驱动显示装置工作，能够显示色彩更绚丽，格式更丰富的图片，将显示效果提高到了16-24bit色深的图片效果，同时还可以完成3D以及动画的效果，与原先的OSD显示效果有了质的提升。

本发明通过嵌入式微处理器来处理操作菜单选择和功能转换，由于嵌入式微处理器强大的运算能力，使得使用者在做菜单选择和车载DVD在不同的功能之间转换的速度更快。

本发明改变了以往车载DVD导航设备在做应用界面时一直通过视频解码芯片的OSD方案去做的思路，在不通过OSD去做应用界面的时候同样也达到了市场上功能非常强大的视频解码芯片所达到的显示效果，节省了采用OSD功能强大的视频解码芯片的生存成本。

本发明通过采用嵌入式微处理器来控制单片机运行，同时自己也分担了一部分的单片机处理处理数据的工作量，使得使用者在导航功能和娱乐功能之间能够很快的转换，这样就使车载DVD设备与导航设备完美的融合在一起。

本发明通过采用嵌入式微处理器来处理视频和音频数据，该系统能够处理数据量更大的视频和音频文件，支持的数据格式也较多，播放的视频文件画面效果更好，音频文件音质更好。

【附图说明】

图1为本发明的车载DVD导航设备的工作原理图；

图2为本发明的实施例的结构方框图。

【具体实施方式】

本发明提供了一种基于嵌入式微处理器的可视化车载设备，其主要工作原理是单片机控制DVD读取装置和数字电视芯片工作，嵌入式微处理器控制GPS导航模块、红外模块、蓝牙模块工作，同时向单片机发送控制DVD读取装置和数字电视芯片工作的命令，所有的视频数据都通过嵌入式微处理器处理发送个视频显示装置显示，同时嵌入式微处理器还负责处理菜单操作界面显示和视频信号切换等。

下面结合说明书附图和一个最优的实施例对本发明做进一步阐述和说明：

如图1和2所示，一种基于嵌入式微处理器的可视化车载设备，所述嵌入式微处理器为ARM处理器，该设备包括ARM嵌入式系统、DVD读取装置、GPS导航模块、蓝牙模块、红外模块、数字电视芯片、FM/AM收音模块、显示装置和电源模块，所述的ARM嵌入式系统在硬件部分包括ARM9/11处理器，64MB/128MB的内存，128MB-4GB的闪存芯片，其软件部分包括wince操作系统，还有存储在闪存芯片并运行与操作系统之上的导航软件，音视频播放软件、DVD播放软件、文字处理软件以及其他基于wince的软件，基于wince操作系统的BSP驱动ARM处理器工作，ARM处理器与一单片机连接，该单片机为DVD读取装置的一部分，所述的DVD读取装置还包括机芯、解码芯片，所述的机芯、解码芯片和单片机连接，单片机控制DVD读取装置工作，单片处理器除了控制DVD读取装置工作外，还与数字电视芯片、FM/AM收音模块连接，并控制两者的工作，并和两者相互传输数据。所述的GPS导航模块、蓝牙模块和红外模块与ARM处理器连接，受ARM处理器控制并与ARM处理器之间相处传输数据信号。

所述的显示装置和ARM处理器连接，ARM处理器向显示装置传输视频信号，所述的显示装置包括TFT显示屏、TFT背光驱动模块，所述的ARM处理器分别向TFT背光驱动模块和TFT显示屏传输PWM信号和TFT信号，所述的TFT背光驱动模块控制LED背光使TFT显示屏工作。所述的车载导航设备还包括音频转换芯片和功放，该音频转换芯片连接ARM处理器和功放，ARM处理器向音频转换芯片传输音频数字信号，经音频转换芯片转换成音频模拟信号后在功放播放出来。

所述的可视化车载设备还包括音频输入模块，音频输入模块与上述的音频转换芯片连接，将模拟信号转换成数字信号后传输给ARM处理器处理。

作为音频信息的辅助单元，所述的可视化车载设备还包括声音源控制模块，音效控制模块，所述的声音源控制模块连接音效控制模块和音频转换芯片，并与单片机连接受单片机控制，音效控制模块与单片机相连并受单片机控制，该音效控制模块连接声音源控制模块和功放，音效控制模块根据单片机的控制信息控制功放工作，该控制信息是由ARM处理器向单片机发送的。

所述的可视化车载设备还包括视频转换芯片和视频输入模块，视频转换芯片连接ARM处理器和视频输入模块。

所述的可视化车载设备还包括各种扩展接口，所述的扩展接口包括IPOD接口，USB传输接口，外接SD卡、汽车控制连接接口，所述的汽车控制连接接口包括CAN-BUS总线、Avin输入等，所述的扩展接口通过数据线与单片机处理器连接，受单片机处理器控制。

所述的可视化车载设备还包括WIFI无线模块、GSM无线模块，所述的WIFI无线模块和GSM无线模块与ARM处理器相连接，受ARM处理器控制并和ARM处理器相互传输数据。

所述存储装置存储有控制指令集以及与该控制指令相关联的图文数据库，该设备还包括操控装置，所述操控装置与ARM处理器连接，所述操控装置控制ARM处理器读取所述存储装置存储的控制指令集，所述ARM处理器读取控制指令集中的控制指令并将与该控制指令相关联的图文数据发送到视频显示装置显示。

所述的ARM处理操控装置的操控命令，所述的ARM处理器根据指令信息控制单片机或/和ARM处理器工作，该ARM处理器将单片机返回的视频数据或/和其自身处理的视频数据传输给显示装置显示，该ARM处理器将自身处理的音频数据通过音频转换芯片在功放中播放出来。所述的操控装置包括触摸屏、控制键，触摸屏和控制键同时存在并且可以同时向ARM处理器发送控制信息，也可以单独向ARM处理器发送控制信息。

本发明所述的可视化车载设备的工作原理为：

使用者通过操控装置在wince操作系统上做所有的操控程序，包括DVD播放及控制，FM/AM收音及控制，IPOD控制，音乐播放器，视频播放，图片浏览，文字阅读，外部视频输入及控制，倒车后视输入及控制，外部音频输入及控制，碟箱控制及播放，数字电视播放及控制，蓝牙、红外操作及控制等等。

当使用者在wince操作系统在做菜单选择的操作时，ARM处理器处理控制指令，ARM处理器根据控制指令将所需要的菜单内容调出来，并在显示装置中显示出来。

当使用者根据菜单内容指导所需要的功能单元工作时，ARM处理器首先分析该控制指令，当所要工作的功能单元与ARM处理器连接时，ARM处理器处理该控制指令，并控制与ARM处理器连接的功能单元工作，并将工作结果反馈给显示装置显示和功放播放；当所要工作的功能单元与单片机连接时，ARM处理器向单片机发送功能单元工作的控制指令，单片机根据该控制指令，控制与单片机连接的功能单元工作，该功能单元将工作的结果通过单片机传输给ARM处理器，ARM处理器接收该结果信息，并将其在显示装置中显示和功放中播放出来。

本发明的基本原理是通过嵌入式微处理器来处理界面显示和各功能单元操控，嵌入式微处理器与单片机和各功能单元组成的单片机系统之间通过通讯接口连接，通过各种模仿测试和数据传输速度的方法最终完善了通讯协议，并解决了实时性的问题。所以本发明的保护范围不仅仅局限于上述所说的实施方式，在本发明的构思范围内，都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种基于嵌入式微处理器的可视化车载设备，包括：

DVD读取装置，用于读取DVD碟片，并生成视频数据；

嵌入式微处理器，用于对视频数据进行解码；

视频显示装置，用于显示解码后的视频信号；

所述嵌入式微处理器驱动DVD读取装置读取DVD碟片，获取所述第一视频数据并进行解码，将解码后的视频信号发送给所述视频显示装置显示出来。

2.根据权利要求1所述的车载设备，其特征在于，所述存储装置存储有控制指令集以及与该控制指令相关联的图文数据库，该设备还包括操控装置，所述操控装置与嵌入式微处理器连接，所述操控装置控制嵌入式微处理器读取所述存储装置存储的控制指令集，所述嵌入式微处理器读取控制指令集中的控制指令并将与该控制指令相关联的图文数据发送到视频显示装置显示。

3.根据权利要求2所述的可视化车载设备，其特征在于，所述控制指令集包括驱动DVD读取装置读取DVD碟片的第一控制指令，所述嵌入式微处理器获取所述第一控制指令将其发送给DVD读取装置，DVD读取装置获取该第一控制指令读取DVD碟片。

4.根据权利要求2所述的可视化车载设备，其特征在于，所述的DVD读取装置包括一单片机，所述单片机与嵌入式微处理器相连，所述DVD读取装置通过单片机获取第一控制指令，并通过单片机将所述视频数据发送给嵌入式微处理器解码。

5.根据权利要求2所述的可视化车载设备，其特征在于，该设备还包括GPS导航模块，所述控制指令集还包括驱动GPS模块工作的第二控制指令，所述GPS导航模块读取所述第二控制指令，获取定位数据，并将所述定位数据发送给所述嵌入式微处理器处理，生成定位视频信号，该嵌入式微处理器将所述定位视频信号发送给视频显示装置显示。

6.根据权利要求2所述的可视化车载设备，其特征在于，所述存储装置还存储有视频文件供所述嵌入式微处理器读取，该嵌入式微处理器对读取的视频文件进行解码，生成视频信号，所述视频信号被发送到视频显示装置显示。

7.根据权利要求6所述的可视化车载设备，其特征在于，该设备还包括蓝牙模块和红外模块中的一种或两种，所述蓝牙模块或红外模块用于获取视频文件并将该视频文件存储在所述数据存储设备中。

8.根据权利要求4所述的可视化车载设备，其特征在于，该设备还包括数字电视芯片，所述数字电视芯片与所述单片机相连，所述控制指令集还包括驱动数字电视芯片的工作的第三控制指令，所述单片机获取该第三控制指令，驱动所述数字电视芯片获取电视信号的命令，所述单片机处理该电视信号生成视频数据，所述嵌入式微处理器处理该视频数据，生成视频信号，发送给视频显示装置显示。

9.根据权利要求2所述的可视化车载设备，其特征在于，所述控制指令还包括视频信号切换的第四控制指令，所述嵌入式微处理器读取所述第四控制指令，控制不同的视频信号发送给视频显示装置显示。

10.根据权利要求2-9任一所述的可视化车载设备，其特征在于，该设备还包括音频播放装置，所述音频播放装置与所述嵌入式微处理器连接，所述嵌入式微处理器还用于对所获取的音频数据进行转换，生成音频信号，音频播放装置获取该音频信号并播放出来。

11.根据权利要求10所述的可视化车载设备，其特征在于，所述音频播放装置包括一声音源控制模块，该声音源控制装置获取嵌入式微处理器发送的音频信号切换指令，控制不同的音频信号播放。

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