摘要：MC141541是摩托羅拉公司生產的在屏顯示（OSD）芯片。它采用I2C總線,具有接口方便、通用性強的特點,因而能夠節(jié)省大量的系統(tǒng)資源。可用來顯示儀器及設備在視頻圖像上疊加所測量的參數及信息提示。文中介紹了MC141541與單片機的接口技術,同時給出了一個實際的系統(tǒng)應用程序流程圖。

    關鍵詞：在屏顯示器件 I2C總線 單片機 接口 MC141541

1 引言

在某些圖像處理系統(tǒng)中,往往需要在顯示目標視頻圖像的同時,顯示其參數及提示等信息。如醫(yī)療設備B超、CT、X透視,除了在監(jiān)視器顯示人體內部的組織器定外,還要顯示相關參數,以輔助醫(yī)生作出準確診斷。電力系統(tǒng)的紅色外檢測設備在顯示被測目標的熱像時,還要顯示出其溫度等參數,以便測試人員從定性的熱像和定量的參數中診斷出故障所在。

利用MC141541在屏顯示器件可使微處理器（MPU）通過I2C總線接口將需要顯示的數據定入在屏顯示器件（OSD）,然后將數據輸出顯示。其字符的顯示及同步均由OSD完成。OSD作為獨立的智能I/O,可大大減輕MPU的負擔。

2 I2C總線

I2C總線由PHILIPS公司推出,目前已廣泛應用于MPU系統(tǒng)及數字電視等領域。它只有二根信號線：一根是雙向數據線SDA,另一根是時鐘線SCL。所有連接到I2C總線設備上的串行數據SDA都連接到總線的SDA線上,各設備的時鐘線SCL接到總線的SCL。

具有I2C總線的器件有很多種類,常用的如LED驅動器、LCD驅動器、靜態(tài)RAM、EEPROM、時鐘/日歷、A/D、D/A、電視類及音響類器件等。I2C總線的標準傳輸速度為100k bit/s,而其高速方式的傳輸速度為400k bit/s。

組成I2C總線的關鍵是其傳輸協(xié)議,即如何使總線上的主器件（通常是MPU）協(xié)調總線上的從器件。協(xié)議主要包括以下幾個典型過程：

（1）一位數據傳送：串行數據總線是按位傳送的,因此位數據傳送是I2C總線數據傳送的最基本,也是最重要的過程。I2C總線規(guī)定SCL上一個時鐘周期只能傳送一位數據;

（2）起動和停止：起動和停止信號由主機發(fā)出,以控制總線上的數據傳送。從設備在偵聽到總線上的起動信號后開始準備收發(fā)數據;而監(jiān)測到停止信號后結束數據傳送。因而,起動和停止協(xié)議控制著一幀完整的數據傳輸。

（3）應答：在一個字節(jié)（8位）數據傳送完畢后,接下來的一個時鐘周期（即第9個）為應答過程。應答過程可保證傳送數據的完整性,并可用來檢驗其有效性。

（4）尋址：要對并行數據總線上的I/O進行操作,就必須對地址總線進行譯以選中某個I/O。而I2C總線并無地址總線,它是利用所發(fā)送串行數據的頭幾個字節(jié)作為地址來選中I2C總線的I/O設備的。每個I2C總線的I/O設備都有一個I2C地址。

3 MC141541芯片及其接口電路

MC141541是MOTOROLA公司推出的增強型在屏顯示器件（EMOSD）,可廣泛應用于數字電視及圖像系統(tǒng)中。其主要性能如下：

●具有二種可選分辨率模式,分別為320點/行（CGA）和480點/行（EGA）;

●內置PLL電路,最高行頻為110kHz,點時鐘頻率為52.8MHz;

●內部273字節(jié)寄存器可直接存取,全屏字符為10行×24列;

●字符集為128個符號圖形ROM和8個用戶可編程RAM。10×16點陣字符。其字符顏色、背景顏色、雙倍高度、雙倍寬度、邊框及陰影均可編程;

●I2C總線接口地址為7A（Hex）;

●采用單5V電源供電;

MC141541的接口電路原理圖如圖1所示。其中：Vss和VDD分別為地和電源端;Vco和RP用于外接振蕩電路;H、V分別為分、場同步輸入信號;SDA、SCL分別為I2C總線數據和時鐘信號;SS為I2C總線允許信號;R、G、B為輸出至監(jiān)視器的RGB TTL電平信號。

MC141541是一種I2C總線接口器件,它的硬件接口非常簡單。根據上述規(guī)則,只須將SDA與I2C總線的SDA信號相接,并將SCL與I2C總線的SCL信號相連即可。MC141541與MPU接口的關鍵在于按照I2C總線協(xié)議進行編程。

Row addr

Col addr

Info

MC141541的數據包格式如下：

這樣,在監(jiān)視器上顯示字符時,只須送出行、列坐標地址,然后再送出字符代碼即可。在編程時,上述格式具體可劃分為下述三種方式：

（1）R→C→I→R→C→I……

（2）R→C→I→C→I→C→I→……

SEG ADDRESS

LINE ADDRESS

INFORMATION