專利名稱：信號發(fā)生器對稱圖案產(chǎn)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這是涉及單片機與電視信號發(fā)生器領(lǐng)域的一種設(shè)計。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的電視信號發(fā)生器產(chǎn)生圓的電路一般是模擬電路，模擬電路產(chǎn)生的圓的大小和圓度要隨電路各元件的變化而變化，并且只能產(chǎn)生圓或橢圓而不能產(chǎn)生其它對稱圖案。
技術(shù)方案電視信號發(fā)生器用產(chǎn)生對稱圖案的電路產(chǎn)生圓和其它對稱圖案，對稱圖案產(chǎn)生電路由與行同步的可逆計數(shù)器、數(shù)字比較器、對稱圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器等構(gòu)成，可逆計數(shù)器的輸出連接數(shù)字比較器的一個輸入端，對稱圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器連接數(shù)字比較器的另一個輸入端，比較器輸出端連接信號發(fā)生器的視頻信號通道，將對稱圖案信號與R、G、B全部或部分合并，圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器每一行將要產(chǎn)生的對稱圖案的坐標(biāo)輸入到比較器，計數(shù)器每計數(shù)一個周期，分別有兩次數(shù)據(jù)與鎖存器相同，比較器分別輸兩種區(qū)別信號，比較器的輸出就是對稱圖案信號。
如圖3所示，對稱圖案信號發(fā)生電路由與行同步的可逆計數(shù)器、計數(shù)器連接的數(shù)據(jù)比較器、與比較器另一端連接的對稱圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器、比較器輸出連接的信號合成電路等構(gòu)成，信號合成電路的另外輸入為R、G、B信號，圖中兩個方框中分別標(biāo)有R、G、B，中間連有信號合成電路，表示在原信號發(fā)生器視頻信號通道截斷，串入信號合成電路，信號合成電路的另一輸入端連接對稱圖案信號發(fā)生電路輸出端，通過信號合成電路將對稱圖案信號發(fā)生電路和信號發(fā)生器的視頻信號通道聯(lián)系在一起。行場同步電路不是必需的，但是要保證該電路與行場同步，保證同步的一種措施是計數(shù)器的時鐘用信號發(fā)生器的主時鐘。
與行同步的可逆計數(shù)器是指在每個行周期循環(huán)計數(shù)一次，在每行的同一時間，計數(shù)值是一樣的。如果每個行周期計數(shù)器計數(shù)多個周期，屏幕將可能出現(xiàn)多個對稱圖案。計數(shù)器每行循環(huán)計數(shù)一次的最多計數(shù)個數(shù)由計數(shù)器時鐘決定，如一個八位可逆計數(shù)器，每計數(shù)510次將循環(huán)一個周期，當(dāng)時鐘頻率分別為8MHz和10MHz時，每個行周期分別計數(shù)512次或640次，計數(shù)器在正程的計數(shù)極值位置決定對稱圖案的中心位置，可以用清零、修改現(xiàn)行計數(shù)值等方法調(diào)節(jié)計數(shù)器。因要求計數(shù)器與行同步，所以其時鐘最好由信號發(fā)生器的主時鐘提供，如果信號發(fā)生器的主時鐘頻率比較合適，可以直接作為計數(shù)器的時鐘，否則可以進行倍頻或分頻等得到合適的時鐘。信號發(fā)生器的主時鐘是指產(chǎn)生各種時序信號的時鐘。
對稱圖案數(shù)據(jù)產(chǎn)生器是根據(jù)每一行對稱圖案的坐標(biāo)輸出相應(yīng)的的數(shù)據(jù)。它可以在行時鐘的作用下每行輸出一個數(shù)據(jù)，也可在定時器的作用下每一行的時間輸出一個數(shù)據(jù)或采用其他方案。一種數(shù)據(jù)產(chǎn)生器是由ROM為主構(gòu)成，ROM連接提供地址的計數(shù)器，計數(shù)器每行計數(shù)一次，每場清零或修正一次，每行對應(yīng)唯一地址的ROM，只要將相應(yīng)的數(shù)據(jù)事先寫入相應(yīng)的單元就可以，將數(shù)據(jù)儲存于單片機程序儲存器或數(shù)據(jù)儲存器中，單片機每一行取相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出，這種方法更靈活。圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器輸出的數(shù)據(jù)要在行掃描正程期間保持不變，否則產(chǎn)生的圖案將可能不完全對稱。
比較器將計數(shù)器和數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)兩個數(shù)據(jù)相同和不同時輸出不同的比較信號，該信號就是一個對稱的視頻信號。
以上產(chǎn)生的對稱圖案信號最終為R、G、B(或亮度)信號部分或全部，因此要與信號發(fā)生器中的R、G、B(或亮度)信號的部分或全部合并，合并是將兩個信號線合并為一個信號線，合并可以通過簡單的門電路如異或門合并，與R、G、B(或亮度)信號合并之后的信號作為相應(yīng)的信號，也可以是一個兩路信號選擇電路選擇其中一路信號，合并電路輸出的信號可以是兩者的和也可以是兩者之一。
如果將圓的每行坐標(biāo)依此送入比較電路就可以得到園信號，同樣可以得到其它對稱圖案的信號。
有一些單片機具有PWM模式，此模式下某個計數(shù)器工作于可逆計數(shù)狀態(tài)，并且內(nèi)部具有比較器、比較寄存器，只要設(shè)置適當(dāng)?shù)臅r鐘、計數(shù)器位數(shù)，每行向比較寄存器輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，這部分電路可以替代或部分替代上述可逆計數(shù)器、比較器、圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器等構(gòu)成的對稱圖案產(chǎn)生電路，產(chǎn)生相應(yīng)的對稱圖案信號，再通過合并電路與其它視頻信號合并。
以上所有方案也適用于計算機顯示器用信號發(fā)生器，在該信號發(fā)生器中，將時序電路產(chǎn)生的R、G、B信號的部分或全部到輸出之間截斷，將R、G、B與圓信號合并即可。


圖1AVR單片機和CXA1145構(gòu)成的信號發(fā)生器和一種由分離元件構(gòu)成的對稱圖案信號發(fā)生電路；圖2AVR單片機產(chǎn)生各種時序信號的流程圖；圖3對稱圖案信號發(fā)生電路的方框圖；圖4VGA1600C型顯示器信號發(fā)生器電路圖；圖5AVR單片機計數(shù)器1結(jié)構(gòu)圖；圖6AT90S2313結(jié)構(gòu)圖；圖7HG-9612A型電視信號發(fā)生器的時序信號發(fā)生電路；圖4來源于生產(chǎn)廠家網(wǎng)站。
圖5、圖6來源于北京航空航天大學(xué)出版社98年10月第一版99年7月第二次印刷的《AVR單片機原理與應(yīng)用》一書的30頁和148頁。
圖7來源于2000年7期《無線電》雜志。
實施例1圖1用愛特梅爾(美國ATMEL)公司的AVR系列單片機AT90S2313產(chǎn)生電視信號發(fā)生器的各種時序信號，用單片機內(nèi)部的PWM電路產(chǎn)生對稱圖案信號，時鐘頻率為8MHz，該信號發(fā)生器由CXA1145為核心構(gòu)成彩色編碼電路，彩色編碼電路也可采用其它電路。
AT90S2313的結(jié)構(gòu)圖和定時器1的結(jié)構(gòu)圖如圖4、5所示，該兩圖來源于北京航空航天大學(xué)出版社98年10月第一版99年7月第二次印刷的《AVR單片機原理與應(yīng)用》一書的30頁和148頁，圖4結(jié)構(gòu)圖為AT90S8515的計數(shù)器/定時器的結(jié)構(gòu)圖，AT90S2313的計數(shù)器/定時器結(jié)構(gòu)圖與該圖基本相似，只是少T/C1輸出比較器B等，由圖可知計數(shù)器1有一個可上下計數(shù)的計數(shù)器、T/C1輸出比較寄存器A、16位比較器、控制邏輯等部分構(gòu)成，其中定時器/計數(shù)器1、T/C1輸出比較器A分別與內(nèi)部總線相連，工作在PWM模式下，計數(shù)器是一個可選擇8、9、10位的可逆計數(shù)器，可以通過調(diào)整計數(shù)值使其成為一個與行同步的可逆計數(shù)器。T/C1輸出比較寄存器與總線構(gòu)成一個對稱圖案數(shù)據(jù)產(chǎn)生器。比較寄存器輸出連接控制邏輯，控制邏輯輸出比較結(jié)果。單片機內(nèi)部具有產(chǎn)生對稱圖案信號電路的各部分電路。
AT90S2313計數(shù)器1設(shè)置在在PWM模式下，選擇8位模式。計數(shù)器輸出與輸出比較寄存器相比較，其結(jié)果在OC1(PB.3)腳輸出。該輸出與R、G、B之一相異或，或者與三者分別異或就可以將對稱圖案信號與其他視頻信號合并。
這時的電路連接如下單片機時鐘連接八位可逆計數(shù)器時鐘，可逆計數(shù)器輸出和比較寄存器輸出分別連接到內(nèi)部比較器的兩個輸入端，比較匹配的結(jié)果在OC1輸出，OC1與R、G、B三者全部或部分通過異或門合并，修改TCNT1可以調(diào)整計數(shù)器計數(shù)值極值的位置等項目項目，ALU每行取數(shù)送比較寄存器OCR1，ALU和程序ROM等構(gòu)成對稱圖案數(shù)據(jù)輸出器。
單片機每行在進入視頻信號形成程序之前可以插入對稱圖案形成程序，也就是每行在消隱期間插入對稱圖案形成程序，該程序?qū)嶋H就是調(diào)整計數(shù)器值，使計數(shù)器每行循環(huán)計數(shù)一次，調(diào)整比較寄存器的值，使輸出相應(yīng)的對稱圖案，包含求圖案的坐標(biāo)送比較寄存器，對計數(shù)器值進行修訂使PWM周期與行周期一致。本設(shè)計輸出的對稱圖案是圓以及其它上下、左右對稱的圖案，坐標(biāo)是預(yù)先儲存在程序儲存器中，通過查表的方法得到相應(yīng)的值，一種坐標(biāo)值表格是每一行分別對應(yīng)一個數(shù)據(jù)，這種情況需要五六百個數(shù)據(jù)，表格占用空間太大，本設(shè)計儲存方法是圓的X軸為512，將圓的右上1/4圓的Y軸坐標(biāo)(256個)依次存放在程序儲存器最后256連續(xù)單元空間，查表時將當(dāng)時的行數(shù)(場消隱期間設(shè)定的、每行減一的數(shù)據(jù))乘2，將奇偶場標(biāo)志作為1或0與該數(shù)據(jù)相加，所得的數(shù)據(jù)為圖案在整屏的X軸坐標(biāo)，此數(shù)加一個固定數(shù)(該數(shù)據(jù)的大小影響圓的上下位置)，使中間的數(shù)據(jù)在512附近，查表時對于修改后的行數(shù)小于256和大于768的將0送PWM的比較寄存器，256到511之間的256個數(shù)據(jù)分別對應(yīng)表格中各數(shù)據(jù)，行數(shù)大于511的256個數(shù)據(jù)，將序號(256個數(shù)據(jù)的序號，二進制)取反后然后一一對應(yīng)表格中各數(shù)據(jù)，也就是說圓的上下兩部分是對稱的。因單片機時鐘為8MHz，每一行時鐘個數(shù)為512，而PWM周期為510，因此在每行要對計數(shù)器值進行修訂，使每個PWM周期和行周期一致。源程序見附程序中的PWM一段。
所附程序是產(chǎn)生PAL/D制式的電視信號的，要產(chǎn)生其它信號只要調(diào)整每行時間、每場行數(shù)即可，下表是各種電視信號和顯示器信號的每行時間和每場行數(shù)，行頻單位為Hz，每行時間單位為uS，該表數(shù)值為近似值，只要將所附程序每行時間和每場行數(shù)進行調(diào)整與下表基本一致就可以得到相應(yīng)的時序信號，對于逐行掃描的顯示器信號，不需要區(qū)別奇偶場，與奇偶場有關(guān)的程序就可以省略，可以用提高時鐘頻率的方法解決PWM周期小于行周期。該表內(nèi)數(shù)據(jù)僅供參考 實施例2該例由分離數(shù)字電路構(gòu)成的通用對稱圖案信號發(fā)生電路，三片74LS161構(gòu)成可預(yù)置數(shù)加計數(shù)器，其輸出分別連接異或門，異或門的另一輸入端連接控制信號。該計數(shù)器本身是可預(yù)置數(shù)加計數(shù)器，但是因其輸出接異或門，當(dāng)異或門另一輸入端為低電平時，為加計數(shù)器，當(dāng)另一輸入端為高電平時，其輸出反相，就成為減計數(shù)器，異或門的另一輸入端的信號由計數(shù)器的高一位擔(dān)當(dāng)。計數(shù)器的預(yù)置端接相應(yīng)的高或低電平作為預(yù)置數(shù)(附圖該輸入端空置，根據(jù)需要分別連接高或低電位)，計數(shù)器有預(yù)置、清零、時鐘輸入三個端口，要保證預(yù)置信號有效時間要在清零結(jié)束之后，如可以分別用行同步和消隱信號作為清零信號和預(yù)置信號，本例是將清零信號經(jīng)過幾級門電路進行延時擔(dān)當(dāng)預(yù)置信號，如果延時時間不足，可以多加幾級延時電路或采用速度慢的門電路。預(yù)置和清零不是必須的，但是應(yīng)用它們可以更加方便的適應(yīng)各種頻率時鐘信號。該圖與各種信號發(fā)生器相連接時，如果信號極性不對可以通過非門進行調(diào)整。
數(shù)據(jù)產(chǎn)生器由ROM(2716)、ROM地址計數(shù)器等構(gòu)成，地址計數(shù)器每行計數(shù)一次，其時鐘為行信號，可以和行計數(shù)器采用同一時鐘，每場清零一次，將每行的圖案數(shù)據(jù)事先寫入ROM中，每行就可以得到相應(yīng)的一個數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)比較器可以由74LS688擔(dān)當(dāng)，也可采用CMOS系列或其它具有該功能的電路。
該對稱圖案信號發(fā)生器電路可以連接到一般的信號發(fā)生器，要輸入到該電路的信號有時鐘信號A、行計數(shù)器清零信號C、場計數(shù)器清零信號D以及輸入的R、G、B全部或部分等，輸出的信號為R、G、B等，以上信號A、C、D、R、G、B已在圖1標(biāo)出。
時鐘信號A可以在很寬的頻率范圍內(nèi)，如果比較低，這時只要適當(dāng)減小坐標(biāo)值就可以得到圓，必要時可以另外設(shè)置一時鐘，其輸出一路作為A信號，另一路分頻之后作為主時鐘。如果A頻率太高，這時可以將主時鐘進行分頻再連接到A輸入端。
行信號是指每行產(chǎn)生的一個信號，可以是行消隱、行同步甚至色同步信號整流濾波后的信號等，作用是為地址計數(shù)器提供一個每行計數(shù)一次的時鐘信號。
同樣場信號可以是場同步信號、場消隱信號、開槽或均衡脈沖信號等，作用是為地址計數(shù)器提供一個清零信號，清零信號的最終作用時間為有效作用時間，數(shù)據(jù)儲存器可以是ROM或靜態(tài)RAM等，計數(shù)器在每一行提供的地址是確定的，將相應(yīng)的儲存器單元事先寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)就可以在當(dāng)時輸出該數(shù)據(jù)。
上述電路連接時，將原信號發(fā)生器的R、G、B輸出截斷，原R、G、B信號分別連接圖中的RI、GI、BI點，將圖中RO、GO、BO分別連接上述截斷電路的另一斷口。
下表分別為該電路與一種電視信號發(fā)生器(HG-9612A)和顯示器信號發(fā)生器(VGA1600C)的連接，該電視信號發(fā)生器圖紙來源于《無線電》雜志2000年7期，顯示器信號發(fā)生器圖紙見《電子報》2003年第10期。信號發(fā)生器中R、G、B的截斷點分別為對于VGA1600C截斷的點可以在IC7與三個電阻的連接處，對于HG-9612A信號發(fā)生器的截斷點可以在IC14的輸出與電阻17、19、21之間。
該電路連接于VGA1600C顯示器信號發(fā)生器，時鐘頻率為4MHz，每個周期僅能計數(shù)一二百甚至幾十個數(shù)據(jù)，將預(yù)置數(shù)輸入端輸入輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，計數(shù)器計數(shù)的最大值就可以在屏幕中間位置，該預(yù)置數(shù)的近似值為M-(時鐘頻率/行頻)/2，該公式適用于時鐘頻率低于計數(shù)器每周期最大計數(shù)值與行數(shù)的積的兩倍，公式中M表示計數(shù)器最大計數(shù)值，如7、8、9位計數(shù)器的M值分別為128、256、512，得出的值僅為近似值，需要適當(dāng)?shù)男拚{(diào)節(jié)預(yù)置數(shù)大小移動稱圖案的中心位置。如果時鐘頻率高于計數(shù)器每周期最大計數(shù)值與行數(shù)的積的兩倍，可以采用以下公式計算(2M-(時鐘頻率/行頻))/2，目的是將計數(shù)值修正后，計數(shù)器先進入一個計數(shù)極值，然后在掃描正程中間在出現(xiàn)另一個極值，若頻率太高只好接分頻電路。
以下對用AVR系列單片機AT90S2313單片機產(chǎn)生各種時序信號進行說明用單片機產(chǎn)生電視信號中的各種時序信號，它是以時間順序，順序產(chǎn)生各種發(fā)生時間和空間與電視信號中各時序信號一致脈沖信號，這些脈沖信號構(gòu)成完整的電視信號的時序信號。首先要確定一個時間原點，以此為原點順序產(chǎn)生各種脈沖信號，把此點開始執(zhí)行的的程序稱為原點程序，時間原點是一個相對時間坐標(biāo)，在每一場，每一行，每一行的任意一段都可以確定一個時間原點，任意兩個時間原點之間的時間差是確定的和可求的。電視信號中的時序信號是指信號中同步、消隱信號等固有成分(本申請將同步、消隱等信號稱為同步信號)，隨視頻信號變化的成分如彩條信號中紅、藍、綠三信號，棋盤格信號等信號(本申請將與視頻信號有關(guān)的信號稱為視頻信號)。
執(zhí)行到行時間原點程序的一種方法是由上一個原點程序順序執(zhí)行到下一個原點程序，此法適用于兩個原點程序之間的每一步程序的執(zhí)行時間是確定的，這里的時間確定是指程序執(zhí)行的每一步的累計時間的和是確定和可求的，當(dāng)前時間不需要外圍硬件如計數(shù)器輔助確定。本段提到的程序順序執(zhí)行是指從產(chǎn)生一種時序信號(或其前后沿)到下一個時序信號(或某一前后沿)的執(zhí)行過程中不需要中斷，程序執(zhí)行過程中的程序地址不需要根據(jù)時間調(diào)整，也就是不需要下一段提到的程序地址修改方法，程序可以包含分支、順序和判斷等結(jié)構(gòu)。期間允許插入執(zhí)行時間長度確定的中斷。
執(zhí)行到行時間原點程序的另一種方法是求出當(dāng)前時間到下一個時間原點的時間差，程序進入一個時鐘個數(shù)固定的指令構(gòu)成的程序串(如NOP串)，由時間差得到程序地址差修改現(xiàn)程序地址，然后跳躍相應(yīng)地址差的程序再順序執(zhí)行到原點程序，原點程序地址由現(xiàn)程序地址、由時間差得到的程序地址差相加得到。如在某時間原點之前發(fā)生定時器中斷，中斷之后某時刻取定時器數(shù)據(jù)就可求出中斷請求時與當(dāng)前時間的時間差，計數(shù)器的起始計數(shù)時間是確定的。
執(zhí)行到行時間原點程序的還有一種方法是執(zhí)行到該程序之前，程序進入一個從任意時間觸發(fā)到響應(yīng)觸發(fā)的時間固定的等待程序(如NOP串)等待觸發(fā)，受觸發(fā)之后進入時間原點程序，觸發(fā)是一種時間確定的觸發(fā)，可以是計數(shù)器每64uS觸發(fā)一次，或由外圍其他硬件提供?？梢越邮艿挠|發(fā)分兩類一類是由單片機控制的觸發(fā)，如定時器產(chǎn)生的定時觸發(fā)，另一類是不受單片機控制的觸發(fā)，如電視機中CPU接受的行場同步信號。
時間原點是一個相對的時間，上述求行時間原點的方法也是其它時間原點的方法。
確定時間原點之后就可以產(chǎn)生各種同步信號和視頻信號。本設(shè)計如下行、場、視分別代表行、場同步信號和視頻信號程序，中表示中斷程序執(zhí)行到該程序，沒有中表示順序執(zhí)行到該程序，一種流程如下場-中行-中行-中行......中行(A)視-中行視-中行視......中行視-中行視-場---循環(huán)，另一種流程如下場-中行-中行-中行......中行(A)視-行視-行視......行視-行視-場---循環(huán)，這兩種流程中A之前是一樣的，可以將這兩流程合并，設(shè)置一標(biāo)志，把A點作為分支標(biāo)志。中斷源可以是單片機內(nèi)部的計數(shù)器或由其它外圍硬件，如將計數(shù)器設(shè)定為每64uS提供一次中斷，就可以確定行原點時間，在原點時間執(zhí)行原點程序。
時序信號是一種發(fā)生時間和空間確定的脈沖信號，單片機某些端口只要在指定的時間和空間輸出相應(yīng)高低電平的脈沖信號就得到相應(yīng)的時序信號，如復(fù)合同步信號端口每64uS產(chǎn)生一個4.75Us脈沖就可以作為行同步信號，行同步信號之后一定時間就可以輸出視頻信號，每20mS復(fù)合同步信號端口輸出一個幾行寬度的脈沖就可以作為場同步信號，程序的時間性很強，因此程序主要要由匯編語言編寫，得到穩(wěn)定的圖象要保證程序在某些點上的時間固定，可以用不同的延時方法進行時間修正，如用“nop”、“mov rn，#data”、“l(fā)pm”、“l(fā)di rn，#data\n asubi rn，l\n brne a”等程序進行不同時間的延時。
視頻信號是一種脈沖信號串，如某端口輸出每行內(nèi)每隔一定時間如3uS翻轉(zhuǎn)一次，得到的就是豎條信號，如果每隔一定的行數(shù)起始狀態(tài)也翻轉(zhuǎn)一次，就得到方格信號。
也可以由外圍硬件提供上述時序信號中的部分信號，如行同步信號，其余信號由單片機提供，或者單片機與外圍硬件結(jié)合，單片機控制外圍硬件產(chǎn)生全部或部分時序信號，單片機和外圍硬件產(chǎn)生的各種時序信號合成為完整的時序信號。
下面就AT90S2313構(gòu)成的電視時序信號發(fā)生器作說明，圖紙見圖1AT90S2313輸出的時序信號有復(fù)合同步信號和紅、藍、綠三色信號(在黑白信號中，這是三種灰度不同的黑白信號)。該圖紙中用AT90S2313的B口的第4位同時也是PWM輸出端口輸出用PWM產(chǎn)生的對稱圖案的時序信號，第五位作為復(fù)合同步信號端口，第一、二、三位分別作為藍、紅、綠三基色信號端口，PWM輸出與藍相異或作為藍信號(也可以用紅或綠)，單片機的其它端口用來作為鍵盤、顯示以及其它控制。各端口除了PWM輸出端口固定外外，其它各端口具體功能由程序決定。時序信號以外的各端口功能及外圍電路本圖紙未一一列出。
一簡單的程序為開始-(A)4.75uS行脈沖-延時-(某三個端口輸出)000-001-010-011-100-101-110-111-A......循環(huán)，程序中三位二進制數(shù)據(jù)表示藍、紅、綠的信號電位的高低，調(diào)整延時時間使從A到000為12uS左右，每個數(shù)據(jù)持續(xù)的時間保持平均，每個周期為64uS，這就是一種簡單的灰度階梯或彩條的時序信號，附程序include″2313def.inc″；.def a＝R16；.def b＝r17；.defc＝r18；ldi a，248；out ddrb，a；a1clr a；out portb，a；ldi a，15；a2subi a，1；brne a2；ldi b，8；ldic，240；out portb，c；a3ldi a，17；nop；a4subi a，1；brne a4；subi c，32；out portb，c；subi b，1；brnea3；lpm；nop；nop；nop；rjmp a1；本程序及下文所附程序是用AT90S2313的B口的高三位輸出藍、紅、綠三信號。
單片機用程序順序產(chǎn)生比較完整的時序信號，流程見圖2，其流程如下該程序利用定時器1產(chǎn)生中斷信號，首先進行初始化，包括設(shè)置單片機各端口的狀態(tài)、堆棧、視頻信號程序地址、奇偶場標(biāo)志等，然后產(chǎn)生場同步信號，另外每場圖案信號結(jié)束，程序跳到圖案信號結(jié)束程序，接著也跳到場同步信號形成程序，循環(huán)，場同步結(jié)束后設(shè)置計數(shù)器1，一種設(shè)置如下時鐘為CK(本設(shè)計計數(shù)器時鐘全部為單片機時鐘CK，時鐘只有通與斷兩種狀態(tài))，比較寄存器為511，比較匹配后計數(shù)器清零，這樣每64uS就可以提供一個中斷信號，第一個中斷發(fā)生時間由計數(shù)器的初始值(TCNT1)決定，設(shè)置場正逆程標(biāo)志為場逆程，設(shè)置場正逆程掃描行數(shù)，修改奇偶場標(biāo)志(只有奇或偶兩種狀態(tài))，保存定時器1比較中斷標(biāo)志后(若有未響應(yīng)的的中斷，則該標(biāo)志為1，允許中斷后就發(fā)生中斷，為假中斷)允許定時器1比較中斷，調(diào)整程序和時間，使允許中斷之后才發(fā)生中斷以保證時間的準(zhǔn)確，然后進入一個死循環(huán)程序(HERERJMP HERE)，等待發(fā)生中斷后進入一個新的時間原點程序，這些設(shè)置順序可以調(diào)整。利用中斷程序可以節(jié)省程序，并且此期間CPU可以進行其它數(shù)據(jù)處理。進入等待程序之前，可以插入鍵盤操作以及各種處理，根據(jù)鍵盤將要顯示的圖案程序的地址送TH、TL，等等。附程序中tb段子程序是場同步信號程序。
中斷程序(見附程序中zd段)的流程如圖4所示，中斷之后判斷真假中斷，若假則結(jié)束中斷，否則進行時間修正，因計數(shù)器比較匹配之后從零計數(shù)，因此此時值很小，將此時程序地址和該值相加，程序就可以在時間原點執(zhí)行原點程序，一種修正程序如下in a，tcntll\n clr zh\n zdbldi zl low(zdb)\nadc zl，a\n ijmp\n nop\nop......程序中a以及下文程序中出現(xiàn)的a、b、c等表示R0-R31通用工作寄存器之一，\n表示換行，改變“zdb”位置可以調(diào)節(jié)“nop”的數(shù)量。
得到時間行原點之后就可以順序產(chǎn)生各種信號，流程接下來產(chǎn)生行同步信號前沿，4.75uS之后產(chǎn)生后沿，最后判斷正程或逆程轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序。同步信號程序是間隔4.75uS兩個輸出電平高低的指令，這期間可以插入聲音程序，一種聲音程序是每行一次將某寄存器加固定值如1，將該寄存器的某位輸入到單片機的某端口，該端口就可以輸出不同的頻率的聲音信號。聲音程序見附程序中的sy段。
根據(jù)場正逆程標(biāo)志進入正逆程程序，若是逆程轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序行數(shù)減一是否為零，不是直接結(jié)束中斷，如果是，就修改場正逆程標(biāo)志后再結(jié)束中斷。
如果是場正程，轉(zhuǎn)到視頻信號形成程序，消隱時間結(jié)束后開始輸出視頻信號，本設(shè)計是中斷程序進入場正程后沒有結(jié)束，也就是沒有RETI指令，因此用兩個“pop”指令，接下來的視頻信號程序分兩種一種是可以含有用PWM產(chǎn)生的對稱圖案的信號(將PWM輸出三態(tài)門關(guān)閉就可以不顯示對稱圖案)，該方案用順序的方法產(chǎn)生每行的同步和視頻信號，另一種是每行用定時器1中斷的方法跳到原點程序，再產(chǎn)生產(chǎn)生每行的各種信號。
上述程序分為含有和不含有PWM的兩種分支，進入含PWM程序的分支為禁止中斷和時鐘，初始化PWM設(shè)置為八位，設(shè)置計數(shù)器初始值，時鐘為CK，然后調(diào)整時間進入同步信號和視頻信號形成程序行數(shù)減1(將此處設(shè)為每行的原點程序，每行結(jié)束后跳至此處循環(huán))是否為零判斷場正程是否結(jié)束，如果結(jié)束則跳到圖象信號結(jié)束程序，再跳到場同步信號形成程序，否則到圖象形成程序，視頻信號形成許結(jié)束后跳到原點程序，依次循環(huán)。
也可以利用二次中斷進入時間原點程序，方案如下利用定時器1進行比較中斷，其中有一次比較之后計數(shù)器清零，中斷之后判斷哪次中斷，若是一次中斷修訂比較器數(shù)據(jù)，反轉(zhuǎn)CTC1(該位可以作為一、二次中斷標(biāo)志)等待二次中斷，二次中斷之后反轉(zhuǎn)CTC1，再次設(shè)置比較器數(shù)據(jù)，附程序zdaina，tccrlb；sbrc a，ctcl；rjmp z_q；rjmp z_h；z_qldi a，1；out tccrlb，a；ldi a，00；out ocrlah，a；ldia，38；out ocrlal，a；ldi a，64；out timsk，a；clr a；out$38，a；sei；lpm；lpm；lpm；lpm；；nop；nop；nop；nop；nop；nop；nop；nop；reti；z_hsbi pin，tongbu；poppopa；pop popa；ldi a，high(64*8-1)；out ocrlah，a；ldi a，low(64*8-1)；out ocrlal，a；ldi a，9；outtccrlb，a；sbi ctc；ldi a，8；z_hlsubi a，l；brne z_hl；nop；nop；cbi pin，tongbu；dec c；breqz_t；reti；z_t；clr a；；out tccrlb，a；out timsk，a；pop c；pop c；從同步信號產(chǎn)生程序進入視頻信號產(chǎn)生程序另一分不含PWM支為繼續(xù)利用定時器1中斷進入每行原點程序產(chǎn)生先產(chǎn)生同步信號再跳到視頻信號產(chǎn)生程序產(chǎn)生各種視頻信號，計數(shù)器中斷不用進行調(diào)整，每個中斷程序順序產(chǎn)生每行的各種同步信號和視頻信號，和上面一樣有“POP”操作，下一行繼續(xù)中斷產(chǎn)生相應(yīng)的時序信號，依次循環(huán)直到場正程結(jié)束。此段程序為行數(shù)減一判斷場正程是否結(jié)束，若結(jié)束則跳到圖案結(jié)束程序，跳到場同步信號形成程序，否則形成各種同步信號，跳到視頻信號形成程序。
從同步信號生成程序跳到某圖案程序，采用的方法是將希望到達的圖案程序的地址送ZL和ZH，一個IJMP指令就跳到指定程序。執(zhí)行完一行圖案程序后，程序跳到原點程序，依次循環(huán)。
場正程結(jié)束后，程序要跳到圖象信號結(jié)束程序，禁止中斷，關(guān)閉PWM等，然后到場同步信號信號形成程序，依次循環(huán)。
程序之間是交叉的，同步信號前后沿之間可以插入聲音程序，聲音程序之間輸出同步信號前后沿，對PWM的處理程序可以交叉插入同步信號發(fā)生程序，程序之間互相交叉，主要是為了節(jié)約程序空間，。
視頻信號形成程序根據(jù)不同的視頻信號采用不同的方法，一種灰度階梯和彩條時序信號為利用B口的某連續(xù)三位(如第一、二、三位)，該三位起始為0或7，也就是全高或全低，每隔一定時間加1或減1變化一次，在行掃描期間從0到7或從7到0循環(huán)一個周期，得到的時序信號就是彩條或灰度階梯信號的時序信號，見附程序CE段。
棋盤格的程序為在進入該程序之前，首先確定起始格行數(shù)(可以在場逆程期間設(shè)置)，流程為設(shè)置每行格數(shù)，每格行數(shù)減一為零到A，否則延時到B，A中設(shè)置每格行數(shù)，標(biāo)志反轉(zhuǎn)，與B合并，C每格時間減一＝0？如果否則到C循環(huán)，若是則反轉(zhuǎn)標(biāo)志，每行格數(shù)減一為0則該行程序結(jié)束，跳到原點程序，否則設(shè)置每格時間跳至C循環(huán)。程序見附程序qpg段。
方格時序信號流與棋盤格類似，以下流程為各行同步信號由中斷產(chǎn)生，在進入該程序之前，首先確定起始格行數(shù)，進入流程每行開始設(shè)置每行格數(shù)，每格行數(shù)減一為零到A，否則延時到C，A設(shè)置每格行數(shù)并且該行方格信號輸出1，進入等待程序，C輸出0，每格時間減一＝0？如果否則到C循環(huán)，若是則輸出一個窄脈沖，設(shè)置每個時間到C循環(huán)，因用中斷產(chǎn)生同步信號故不需結(jié)束。
用類似的方法可以得到點、塊等各種信號。
以上是用計數(shù)器1中斷產(chǎn)生同步信號和對稱圖案信號，也可以用定時器0產(chǎn)生同步信號，為了可以應(yīng)用較高的時鐘可以利用定時器每中斷兩次或多次產(chǎn)生一個同步信號，只要在程序中添加判斷程序即可，如利用某寄存器，每次中斷加一，加一之后檢查最低位是0還是1，從而是否產(chǎn)生同步信號。
以下是部分時序信號發(fā)生程序，對稱圖案坐標(biāo)表未列出ldi a，RAMEND；out spl，a；clr a；outportb，a；ldi a，248；out ddrb，a；ldi a，31；out ddrd，a；clr m；clr rs；ldi h，high(ce)；mov th，h；ldih，low(ce)；mov tl，h；sbi portd，sao；main2cbi portd，sao；cbi portb，tongbu；rcall changtb；cli；ldia，6；main2_4subi a，1；brne main2_4；nop；cbi portb，tongbu；ldi a，10；main2_5subi a，1；brnemain2_5；ldi a，0；out tifr，a；nop；nop；nop；nop；nop；nop；sbi portb， tongbu；ldi a，high(64*8-1)；outocrlah，a；ldi a，low(64*8-1)；out ocrlal，a；ldi a，64；out timsk，a；ldi c，19；nop；ldi a，0；outtcntlh，a；ldi a，70；out tcntll，a；ldi a，9；out tccrlb，a；set；bld m，7；in a，tifr；bst a，6；bldm，1；sei；nop；nop；nop；ldi ph，1；ldi pl，35；bst m，0；brts m3；set；bld m，0；here rjmp here；m3clt；bldm，0；rjmp herechangtbnop；nop；sbrs m，0；rjmp t_0；rjmp t_1；t_0ldi a， 71；t_00 subi a，1；brnet_00；nop；sbi portb，tongbu；ldi a，00；ldi b，4；ldi a，8；t_01subi a，1；brne t_01；nop；rcall tb；ldia，85；t_02subi a，1；brne t_02；nop；ret；t_lldi a， 7；t_10subi a，1；brne t_10；sbi portb，tongbu；ldib，5；ldi a，72；t_11subi a，1；brne t_11；nop；nop；rcall tb；ret；tb0ldi a，9；tb1subi a，1；brnetb1；tbcbi portb，tongbu；ldi a，74；tb_1subi a，1；brne tb_1；sbi portb，tongbu；subi b，1；brnetb0；ret；zdsbrc m，1；rjmp zdo；in a，tcntll；clr zh；zdbldi zl，low(zdb)；adczl，a；ijmp；nop；nop；nop；nop；nop；nop；nop；nop；nop；nop；cbi portb，tongbu；ldi a，64；out timsk，a；ldia，9；out tccrlb，a；ldi a，5；z_hlsubi a，1；brne z_hl；nop；syinc pv；ldi zh，high(sy5)；ldizl，low(sy5)；mov a，rs；lsl a；add zl，a；clr a；adc zh，a；ijmp；sy5bst pv，0；rjmp sy2；bst pv，1；rjmpsy2；bst pv，2；rjmp sy2；bst pv，3；rjmp sy2；bst pv，4；rjmp sy2；bst pv， 5；rjmp sy2；bst pv，6；rjmpsy2；bst pv，7；rjmp sy2；；sy2in a，portd；bld a，psy；out portd，a；sbi portb，tongbu；sbrs m，7；rjmpz_t；dec c；tst c；brne ze；clt；bld m，7；in a，portd；sbi portd，sao；zereti；zdoldi a，253；andm，a；reti；z_tpop c；pop c；sbrs m，2；rjmp kk；qq2clr a；out tccrlb， a；out timsk，a；pwmldi a，1；outtccrlb，a；ldi a，193；out tccrla，a；ldi a，0；out tcntlh，a；ldi a，253；out tcntll，a；ldi a，142；z_11subi a，1；brne z_11；rjmp z_heib；z_heib nop；nop；ldi u1，10；ldi u2，16；ldi u3，20；rjmp hb；celdia，8；celsubi a，1；brne cel；；mov a，rh；cpi a，0；nop；ldi a，9；ldi b， 240；out portb，b；ce2subia，1；brne ce2；in a，portb；subi b，32；out portb，b；ldi a，20；rjmp ce2；ce3lsl a；inc a；swap a；outportb，a；rjmp here；hbnop；sbi；nop；nopnop；nop；lpm；lpm；sbiw pl，1；brne hbl；rjmp main2；hb1cbiportb，tongbu；ldi a，0；out tcntlh，a；；ldi a，210；out tcntll，a；.macro yuan；mov zh，ph；mov zl，pl；lslzl；rol zh；sbrcm，0；inc zl；ldia，206；add zl，a；clra；adczh，a；cpi zh，0；breq rd5；cpi zh，1；breqrd6；cpi zh，2；breq rd7；clr zl；rjmp rd3；rd1nop；rd2nop；nop；rd3nop；rd4ldi zh，7；clr r0；outocrlah，r0；nop；lpm；out ocrlal，r0；rjmp uanend；rd5clr zl；rjmp rd1；rd6rjmp rd2；rd7comzl；rjmp rd4；yuanend；.endmacro；yuan；sbi portb，tongbu；；ldi a，$88；nop；lpm；lpm；lpm；lpm；movzl，tl；mov zh，th；ijmp；；；qpg；subi u3，1；brne qp3；ldi u3，20；sbis portb，qpa；rjmp qp1；cbi portb，qpa；nop；nop；rjmp qp4；qplsbi portb，qpa；ldi a，3；qp2subi a，1；brne qp2；nop；nop；rjmpqp6；qp3lpm；lpm；rjmp qp4；qp4ldi a，3；qp5subi a，1；brne qp5；nop；qp6ldi a，4；qp7subi a，1；brneqp7；；qp8subi u1，1；brne qp8；sbic portb，qpa；rjmp qp9；sbi portb，qpa；rjmp qp10；qp9cbiportb，qpa；nop；qp10ldi a，4；nop；nop；mov u1，a；subi u2，1；brne qp8；ldi a，10；mov u1，a；ldi a，16；movu2，a；nop；rjmp hb；
權(quán)利要求電視信號發(fā)生器和計算機顯示器信號發(fā)生器用產(chǎn)生對稱圖案的電路產(chǎn)生圓和其它對稱圖案，對稱圖案產(chǎn)生電路的特征是由與行同步的可逆計數(shù)器、數(shù)字比較器、對稱圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器等構(gòu)成，與行同步的可逆計數(shù)器的輸出連接數(shù)字比較器的一個輸入端，對稱圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器連接數(shù)字比較器的另一個輸入端，比較器輸出連接信號發(fā)生器的視頻信號通道。
專利摘要電視信號發(fā)生器和計算機顯示器信號發(fā)生器用產(chǎn)生對稱圖案的電路產(chǎn)生圓和其它對稱圖案，對稱圖案產(chǎn)生電路的由信號發(fā)生器主時鐘電路連接的與行同步的可逆計數(shù)器、數(shù)字比較器、對稱圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器等構(gòu)成，圖案坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器每一行將要產(chǎn)生的對稱圖案的坐標(biāo)輸入到比較器，計數(shù)器每計數(shù)一個周期，分別有兩次數(shù)據(jù)與鎖存器相同，比較器分別輸兩種區(qū)別信號，比較器的輸出就是對稱圖案信號。
文檔編號H04N17/00GK2722543SQ20032012456
公開日2005年8月31日 申請日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月14日
發(fā)明者劉立龍 申請人:劉立龍