一种基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，涉及到投影仪与工业化微型计算机技术领域。其特征包括在一体化投影机的传统投影机主板与嵌入式工业微电脑主板之间设置有LVDS驱动卡，LVDS驱动卡由LVDS接收模块、DVI驱动模块、CPU运算模块、VGA驱动模块以及LVDS驱动卡控制方法即封装在FLASH ROM中的上电初始化、高清图像通道配置、检测HOTSENSOR流程模块构成。可以完成LVDS数据到LVTTL数据转换，LVTTL数据到基于TMDS编码的高清DVI数据转换；同时完成LVTTL数据到VGA通道的模拟转换。为传统投影机提供了全数字化传输的高清显示数据通道，克服了传统VGA信号经过DA/AD转换后信号失真的问题，满足了播放教学资源、电影、DVD等高清视频信号要求，做到了“即插即用”的方便操作。

说明书

技术领域

本发明涉及到投影仪与工业化微型计算机技术，尤其是一种基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法。

背景技术

随着家用投影机的逐步出现和数字电视技术的不断成熟，使用投影机观看高清晰电视也正逐步普及。但是在人们使用传统投影机时往往需要费时费工的进行一些操作，特别是与计算机或手提电脑连接时，还不能做到“即插即用”十分方便的操作。由于传统投影机在播放多媒体资源时必须要配备电脑或者其它播放源连接才能正常使用，因此在很多场合下，由于条件限制无法提供电脑或其它播放源而造成传统投影机不能播放图像。有过中国20031012289.8号专利的发明人曾经利用嵌入式通用串行总线启动多媒体投影仪来克服这一缺陷的设想报道，但探究其技术特征仅仅是利用系统载体采用通用串行总线(USB)闪存，移动操作系统采用Linux操作系统来实现的；且该专利由于本身技术限制，只能播放一些视频资源，还存在着需要修改播放资源时就不能发挥其作用的缺陷。本发明的目的就是克服上述问题，提供一个多功能产品使之主要用于播放教学资源、电影、DVD等高清视频信号，对播放过程中发现的内容错误同时可以实时修改；而且安装、使用操作十分方便的多媒体一体化投影机。为了达到这个目的需要让传统投影机与嵌入式工业微电脑有机结合起来，在这一过程中，从技术上讲如何给传统投影机提供全数字化传输的高清显示数据通道，而又避免了传统VGA信号经过数字模拟转换、模拟数字转换后信号成分损失失真的困扰。本发明公开的一种基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法较好地解决了这个问题。

发明内容

实现本发明之目的技术解决措施如下：

一种基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，其特征是在传统投影机主板与嵌入式工业微电脑系统主板之间设置有LVDS驱动卡；LVDS驱动卡包括LVDS接收模块、DVI驱动模块、CPU运算模块、VGA驱动模块以及基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡控制方法包括上电初始化流程、高清图像通道配置流程、检测HOTSENSOR流程。

基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，其特征是所述的LVDS驱动卡通过DVI接口与传统投影机主板上的多路数字视频信号切换电路的DVI接口连接，

基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，其特征是所述LVDS驱动卡与嵌入式工业微电脑系统主板上的LVDS接口连接。

基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，其特征是所述的CPU运算模块通过引脚与LVDS接收模块、DVI驱动模块连接。

基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，其特征是所述的LVDS接收模块通过引脚与VGA驱动模块连接。

基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，其特征是所述的VGA驱动模块包括VGA时钟发生器与VGA驱动器。

基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，其特征是所述的控制方法包括如下流程：

(1)上电启动，

(2)开始初始化操作，

(3)配置显示寄存器参数，

(4)配置引脚状态电平禁止显示输出，

(5)配置高清通道显示以及配置标准通道显示数据启动VGA输出，

(6)检测HOTSENSOR状态，如果有信号，读取投影机配置、DDC通道数据、设置显示分辨率；如果没有信号则返回上一步继续检测HOTSENSOR，

(7)通过DVI接口输出高清晰显示TMDS信号给投影机。

基于多媒体一体化投影机的LVDS驱动卡及控制方法，其特征是所述的控制方法流程封装在FLASHROM中，在CPU指令下负责程序配置及状态切换。

按照上述措施方案实施，本发明产生了非常积极的效果和特点。本发明所说的驱动卡可以完成LVDS数据到LVTTL数据转换，LVTTL数据到基于TMDS编码的高清DVI数据转换，同时完成LVTTL数据到VGA通道的模拟转换。通过兼容性转换后，使嵌入式工业微电脑与传统投影机有机结合起来，为传统投影机提供了全数字化传输的高清显示数据通道，克服了传统VGA信号经过数字模拟转换，模拟数字转换后信号损失失真的问题。其二多媒体一体化投影机其作用主要在多媒体播放性能上，采用独特的LVDS驱动卡使播放的效果更加流畅，满足播放教学资源、电影、DVD等高清视频信号。其三是一体化投影机启动时由预装在硬盘或者电子盘中的操作系统引导启动，系统启动完成后即开始投影机部件的初始化，初始化完成后进入工作状态。完全做到了“即插即用”并且系统支持遥控开机/关机/待机，在安装、使用操作方面都非常的方便。实现了整合传统投影机和微电脑在一起的多媒体一体化投影机多功能产品的目的。

附图说明

图1是本发明所说的LVDS驱动卡在一体化投影机中的结构示意框图

图2是本发明所说的LVDS驱动卡的结构示意框图

图3是本发明所说的LVDS驱动卡的CPU模块的电路示意图

图4是本发明所说的构成LVDS接收模块的电路示意图

图5是本发明所说的构成DVI模块的电路示意图

图6是本发明所说的构成VGA模块的电路示意图

图7是本发明所说的LVDS驱动卡软件流程示意图

图8是本发明所说的LVDS驱动卡实施例中的LVDS驱动卡布局图其中数字与字母表示：

1、投影仪图像处理及驱动电路

2、光学成像部分

3、电气控制和接口部分

4、嵌入式工业微电脑系统主板

7、集成图形处理及图形加速器

8、LVDS信号转换到TMDS信号所需的LVDS驱动卡

HOTSENSO：投影机和微电脑联机信号，作为一体化投影机和普通投影机信号使用时动态区分信号。

具体实施方式

结合附图给出实施例并对本发明作具体的说明。

从图1图2可以看出本发明所说的LVDS驱动卡在一体化投影机中的结构位置是在传统投影机主板与嵌入式工业微电脑系统主板之间，LVDS驱动卡的一端通过DVI接口与传统投影机主板上的数字视频信号矩阵切换电路的DVI接口连接，另一端通过LVDS接口与嵌入式工业微电脑主板连接。其微电脑主板上的LVDS接口是双排40针的LVDS接口，附图4中已经标注出。所说的LVDS驱动卡包括LVDS接收模块、DVI驱动模块、CPU运算模块、VGA驱动模块。本实施例中各型模块优选的IC芯片分别是：LVDS接收模块，优选的是Thine公司的一款单/双通道LVDS接收芯片THC63LVD824；在其电路中主要完成接收LVDS信号，并以LVTTL的格式输出R、G、B三色视频数据和HSYNC、VSYNC、DCLK等图像控制信号。DVI驱动模块，优选的是SIL1160芯片，即是SilicomImage公司的一款单/双通道TMDS编码IC。支持带宽25-165MHz(VGA-UXGA的分辨率)的高性价比TMDS编码专用集成电路。SIL1160芯片在其电路中主要完成TTL数据到TMDS编码数据的输出，通过DVI接口输出基于TMDS编码的数字信号。CPU运算模块，选用的是Silconlabs公司的高运算速度、基于51指令集的C8051F340芯片，该CPU芯片支持大部分单周期指令，最大可运行至48MHz的时钟频率，片内带64K FLASH存储器即4K SRAM。在其电路中，C8051F340芯片主要负责程序配置以及状态切换。在C8051F340的FLASH ROM中，保存有初始化程序及寄存器配置程序，上电复位后程序自动运行。VGA驱动模块，VGA驱动模块包括VGA时钟发生器与VGA驱动器。VGA时钟发生器选用的是ALTERA公司的第三代基于FLASH工艺的MAX II系列CPLD芯片EPM240T100；该芯片具有240组逻辑宏单元，采用TQFP100封装形式。在电路中主要产生VGA常规通道的驱动时钟，驱动VGA芯片正常工作。VGA驱动器选用的是专用VGA驱动IC-ADV7120，运行频率可达到80MHz@XGA分辨率。对LVTTL视频数据流可在时钟控制下转换成VGA模拟信号输出形成接口信号至显示器。所述的LVDS接收模块通过引脚与VGA驱动模块连接。从图3图4图5看出所述的CPU运算模块C8051F340芯片通过引脚P3.1～P3.5与LVDS接收模块THC63LVD824的4、5、6、8、9针引脚连接；通过引脚P0.0～P0.5与DVI驱动模块SIL1160芯片的20、23、24、25、87、21针引脚连接。图6是所说的构成VGA模块的VGA时钟发生器与VGA驱动器EPM240T100芯片与IC-ADV7120芯片的电路示意图；图8给出了本发明所说的LVDS驱动卡已成型的布局图的实施例。图7是本发明所说的LVDS驱动卡软件流程示意图，从图中看出如下工作流程：

(1)上电启动，开机后，从微电脑主板上的LVDS接口23，24，25，26脚提供的5V电压供给LVDS驱动卡，LVDS驱动卡内部电压稳压器LDO(型号LM1117-3.3)转成3.3V电压给主控CPU芯片C8051F340及其它芯片(型号：THC63LVD824，SII1160，EPM240T100)，主控CPU芯片复位开始工作，同时5V电压通过滤波电路后提供给常规通道VGA输出芯片ADV7120电压。

(2)开始初始化操作，主控CPU芯片复位后开始执行初始化操作程序，配置工作主频；完成内部RAM空间初始化操作，配置各个接口I/O工作参数。

(3)配置显示寄存器参数，通过I²C数据总线设置高清显示通道基本参数。

(4)配置引脚状态电平禁止显示输出，主控CPU芯片配置相关I/O管脚实现和外围芯片互连接。

(5)配置高清通道显示以及配置标准通道显示，数据启动VGA输出。主控CPU检测到终端接入后，通过I²C DDC通道，读取投影机显示参数，根据DDC通道数据，合理调整高清图像输出时钟频率，同步周期，画质分辨率参数。

(6)检测HOTSENSOR状态，如果有信号，读取投影机配置、DDC通道数据、设置显示分辨率；如果没有信号则返回上一步继续检测HOTSENSOR。

(7)通过DVI接口输出高清晰显示TMDS信号给投影机。高清图像经过SII1160芯片编码成TMDS信号后，通过DVI通道送入投影机中。标准通道VGA数据通过ADV7120芯片数摸转换送出，可作为普通信号使用。

所述的控制方法流程封装在C8051F340芯片的FLASHROM中，在CPU指令下负责程序配置及状态切换。上电复位后，程序开始从0地址执行，依次按照流程图顺序执行，执行完初始化及高清配置程序后，程序进入监测HOTSENSOR状态，如果HOTSENSOR一直为FALSE，则程序等待，否则程序开始配置数据，并通过DVI接口输出TMDS数字信号。