由于系統(tǒng)中各個芯片的功能相對獨立，要協(xié)調這些芯片的運作，就需要一片起控制邏輯作用的可編程芯片，為此，選用了Xilinx公司的SPARTAN-Ⅱ系列的XC2S50TQ144芯片，它不僅能滿足系統(tǒng)的控制要求，而且也可以為將來系統(tǒng)的功能擴展提供控制邏輯。

　　1.2.5 單片機

　　C8051F121是CYGNAL公司的一款高性能的單片機，該芯片具有高速、片內大容量存儲、豐富靈活的外設接口等特點。因此在本設計中采用它作為主控制芯片。

　　在本設計中，將C8051F121的系統(tǒng)時鐘配置成80 MHz，因此峰值速度達到80 MIPS，視頻圖形的場頻為50 Hz，這樣對圖形存儲器的每場刷新時間是滿足的。

　　C8051F121字符存儲采用“圖形方式”，用EPROM來存儲字符或圖形的點陣數(shù)據(jù)，其點陣形式由設計者自己決定，具有更大的靈活性。其基本工作原理如下：CPU從ROM字庫中取出要顯示字符的點陣數(shù)據(jù)，根據(jù)所設定的在屏幕上的顯示位置，送到顯示RAM的對應位置中去;然后由FPGA產(chǎn)生地址信號對顯示RAM進行掃描，將字符點陣信號并行讀出;最后經(jīng)過并串變換電路轉化為串行碼輸出;再與視頻圖像信號疊加后送監(jiān)視器屏幕顯示。

　　該設計具有顯示字符多、顯示編輯功能強、硬件電路簡化、軟件設計簡單、可靠性強、實用性好、價格適中等優(yōu)點，是視頻漢字字符疊加的一種較好的選擇方案。

　　1.2.6 圖形緩沖模塊

　　由于所要疊加的圖形、漢字數(shù)據(jù)大概占20行，如按一行顯示40個字符，一個字符的容量為32個字節(jié)，因此容量需求為：40×32×20=25 KB，因此圖形存儲器選擇IDT公司的IDT70V08(64K×8 b)雙口RAM來存儲所要疊加的圖形、漢字數(shù)據(jù)。

　　IDT70V08是IDT公司的一款高速低功耗64K×8 b的雙端口靜態(tài)RAM。提供兩個端口，允許獨立、異步地對存儲器的存儲單元進行讀寫。應用領域包括內部/多處理器設計，通信狀態(tài)緩沖和雙端口視頻/圖像存儲器。

　　1.2.7 視頻疊加電路

　　用于實現(xiàn)視頻與圖形、字符的疊加，并最終由視頻監(jiān)視器顯示疊加結果。

　　2 系統(tǒng)軟件設計

　　單片機軟件是設計的核心部分。通過軟件實現(xiàn)的功能如圖2所示。其主程序流程圖如圖3所示。

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　　3 結語

　　由于在本設計中嵌入式高性能單片機和大規(guī)?，F(xiàn)場可編程器件的靈活運用，采用了在線系統(tǒng)編程技術，使系統(tǒng)更具有靈活性，系統(tǒng)升級方便。不僅使得設計變得更加簡潔，硬件設計大為簡化，縮減了硬件開支，減小了設備體積，大大節(jié)約了成本，而且也提高了設備的可靠性。

　　因此這一技術可廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)、金融、交通、公安、軍事及住宅小區(qū)等社會生活的各個方面。