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1 引言 SAA7111是philips公司生產的可編程視頻處理器。該芯片集A／D與解碼功能于一身，片內附有鎖相、自動鉗位、自動增益控制、時鐘產生、多制式解碼等電路，另外，SAA7111還可對亮度、對比度和飽和度進行控制。它既能支持PAL電視制式，又可支持NTSC電視制式。SAA7111A內部含有I2C接口，故可通過I2C總線對SAA7111A的工作方式進行設定。SAA7111A的場同步信號VREF、行同步信號HREF、奇偶場信號RESO、象素時鐘信號LLC2都可由引腳直接引出，從而可省去時鐘同步電路，且其可靠性和方便性也有了很大的提高，故可廣泛地應用于放映機、數字電視、DVD錄像機和游戲機等許多系統中。 2 SAA7111的結構功能 SAA7111的內部功能方框圖如圖1所示。圖中，從SAA7111的四個模擬輸入端AI11、AI12、AI21、AI22的某一引腳輸入的視頻圖像信號經模擬處理后，一路可通過緩沖器輸出到AOUT端用于監視，另一路經A／D轉換器后則產生數字色度信號和亮度信號。在分別進行亮度信號處理和色度信號處理后，其亮度信號處理結果的一路將送到色度信號處理器進行綜合處理，產生的Y和UV信號經格式化后從VPO(16位)輸出；另一路則進入同步分離器，并經數字PLL產生相應的行和場同步信號HS和VS，同時，PLL將驅動時鐘發生器，以產生HS鎖定的時鐘信號LLC和LLC2。SAA7111的所有功能均是在I2C總線控制下完成的，其中SCL為串行時鐘，SDA為串行數據信號。 
3 SAA7111在圖像采集中的應用 圖2所示是一種基于無線數字家庭安防的圖像采集與控制系統的硬件原理圖。本系統可配備4路普通攝像頭，當某一路接通時，視頻信號將進入視頻解碼器SAA7111進行A／D轉換，以將模擬信息變成標準的YUV4：2：2數字圖像信息，供系統進行進一步的處理。SAA7111的哪一路被選通以及芯片的初始化均可由本系統的核心控制器AT91RM9200控制。 AT91RM9200通過I2C總線對芯片進行初始化。SAA7111有32個內部寄存器(Sub-address00H-1FH)，初始化就是對這些寄存器進行配置。在這些寄存器中，00H是芯片版本信息寄存器；02H-05H是前端配置狀態寄存器，用于根據輸人模擬視頻信號的類型和格式來設置芯片前端模擬通道的工作狀態：06H-0DH、10H-12H是解碼工作方式配置寄存器，用于進行同步信號控制和輸出數據控制；1AH-1CH是只讀測試信息寄存器；1FH是只讀解碼狀態寄存器，可用于報告解碼過程中的各種信號狀態。其余寄存器可保留備用。 亮度、色度、飽和度的控制以及噪聲、信號增益的處理，都可選用系統默認值，也可在測試時通過比較得到最優的配置。本系統選用系統默認值。對SAA7111的初始化主要對模擬輸入控制與輸出控制進行配置。通過設置可使SAA7111工作于某一路模擬PAL制式的全電視信號輸入，輸出為16bit的YUV4：2：2數字視頻信號，同時輸出HS、HREF、VREF、VS信號。本設計對SAA7111的內部寄存器的具體設置如下： (1) 模擬輸入控制1(02H)、2(03H)、3(04H)、4(05H) 寄存器02H的低三位用于設置SAA7111的模擬信號輸入方式，共8種輸入方式可供選擇。這八種輸入方式分為兩大類：第一類是輸入一路視頻信號，該信號經A／D采樣后得到的數據同時再送入色度和亮度信號處理電路；第二類是輸入兩路視頻信號，一路經A／D采樣后的數據送入色度信號處理電路，另一路A／D采樣后的數據送入亮度信號處理電路。寄存器02H的剩余位與03H、04H、05H一起可用于控制輸入信號的增益、振幅和噪聲(也可選用系統默認值)。模擬輸入控制寄存器1的位格式如表1所列。其中MODE2、MODE1、MODE0是輸人格式設置位，可控制八種輸入模式。這8種模式的具體功能如表2所列。 本系統中的輸入信號格式為CVBS，輸入通道是AI11，因此，可選擇MODE0，圖3所示是MODE0的輸入通道示意圖。 (2)輸出格式／延時控制0(10H) 該寄存器中的最高兩位OFTS1、OFTS0為輸出格式選擇位，用于決定四種輸出格式，其四種輸出格式的設置方法如表3所列。 上電初始化時，該寄存器應設置為40H，其輸出模式為YUV4：2：2(16 bits)。 (3)輸出控制1(11H) 將該寄存器的第三位置1時，VPO輸出有效；將第二位置1時，HS和VS輸出有效。 4 SAA7111的應用電路 圖4所示是SAA7111的典型應用電路。根據上述設置，該設計從SAA7111的四個模擬視頻輸入端中選擇AI11作為視頻輸入接口，輸出端的高八位輸出亮度信號，低八位輸出色度信號。在視頻輸入端需連接10 nF的電容和75 Ω的電阻。 SAA7111的時鐘可以是外部時鐘和內部時鐘。本系統采用外部時鐘輸入，XTAL引腳和XTAL1引腳間接入的一個頻率為24.576 MHz的石英晶體振蕩器，可用于產生系統所需要的工作時鐘。本設計由外部時鐘驅動來產生行鎖定時鐘LLC(27 MHz)、LLC2(13.5 MHz)和時鐘參考信號CREF(13.5 MHz，相對LLC2有一定的延時)。需要說明的是，時鐘的產生會受到片選信號CE的影響，只有當CE為高電平時才有效，而在低電平時，SAA7111被復位，該引腳不產生周期信號。 為了降低電源紋波，每個電源輸入端都應加100 nF的濾波電容。由于SAA7111是模數轉換器件，模擬電源和數字電源、模擬地與數字地都不能簡單共電。一般情況下，可使用電感單點一起接地。因為數字電路的頻率較高，模擬電路的敏感度較強，數字和模擬部分不能有信號電流的交互，而這個地線理論上會提供電源回路，所以為避免干擾，應該使用電感阻止干擾信號的流回。 5 結束語 由于SAA7111將模數轉換、自動鉗位、自動增益控制、時鐘產生、多制式解碼等許多復雜功能集成到一塊芯片之內，因而其結構比較簡單，便于調試，可靠性也得到了極大提高，可為需要圖像采集的各類應用系統提供極大的方便。 |
