【摘　要】　在传统视频字符叠加系统的基础上，利用了Microchip公司推出的单片机PIC16C73和NEC公司推出的专用字符叠加芯片uPD6453，开发了一种新型高度集成化的视频字符叠加系统，详细论述了该字符叠加系统的工作原理、硬件电路设计以及软件设计。该系统已在实践中得到成功应用，是视频字符叠加的一种较好的选择方案。<--摘要CH(结束)←-->
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2．1．2　行场同步分离模块
　　又称视频同步信号提取电路。现在市场上已有不少可实现行场同步信号分离的专用集成电路，如LM1881等，但成本较高。文章使用分立模拟元件设计该电路，性能十分稳定可靠，同时大大降低了成本，其设计电路如图3所示。
2．1．3　字符生成模块
　　如图1所示，四片uPD6453芯片的CS端分别与PIC16C73的RB0，RB1，RB2，RB3相连接；四片uPD6453芯片的BUSY端口共用，与PIC16C73的RC1端口连接；四片uPD6453芯片的CLK端口共用，与PIC16C73的RC3端口连接；四片uPD6453芯片的DATA端口共用，与PIC16C73的RC5端口连接。微处理器PIC16C73对uPD6453进行各种控制命令的操作，产生的字符包括汉字，字母和数字。有关PIC16C73的端口功能和uPD6453的控制命令及控制时序详见NEC公司的数据手册，这里不再讲述。这里需要说明的是，uPD6453显示的字符大小有时不符合要求，我们注意到uPD6453外接的电感电容振荡电路对显示字符的横向长度影响很大，但芯片手册上并未给出具体的参数值，经过反复试验，我们认为，电感取15μH，电容取56pF比较合适。若稍微调整电感值，则可改变显示字符横向尺寸，使用时可根据自己的需要选用。
2．1．4　时钟模块
　　本设计中加入一片时钟芯片R4543，该芯片采用内置晶振，精度比一般的时钟芯片高。R4543与CPU的连接如图1所示，R4543的信号端CS，WR，DATA，CLK分别与PIC16C73的RB4，RB5，RB6，RB7相连接，时钟芯片R4543的读写时序可参见其用户手册，这里不再讲述。微处理器PIC16C73对R4543可进行读写操作，通过uPD6453在视频图像信号上叠加当前时间，调整校对当前时间。
2．1．5　汉字字库模块
　　由于uPD6453中固化的字模主要是日文字符，没有所需要的汉字。但它有16个空的RAM区，可以供用户任意填写（详见NEC公司的数据手册），因此，系统需要能够存储汉字点阵的字模芯片，其容量大小取决于系统显示汉字的范围。文章采用ATMEL公司生产的AT24C16作为字模芯片，该芯片容量为2Kbyte，用于存储12×12点阵的字库数据，AT24C16的数据存取方式是I²C串行方式。如图1所示，AT24C16的SCL和SDA端口分别与PIC16C73的I²C功能口RC3（SCL）和RC4（SDA）连接，外接10 kΩ上拉电阻，可实现I²C串行读写操作。PIC16C73通过I²C总线读取字模芯片中的汉字点阵数据，再写入uPD6453片内RAM区，有关I²C总线的读写时序详见参考文献2。
2．1．6　串行通信模块　　
　　如图1所示，微处理器PIC16C73的RX（RC6）和TX（RC7）端与MAX202的ROUT和TIN端口相连接。PIC16C73具有完善的串行通信接口SCI，利用RX和TX两个引脚作为通讯线的二线制串行通信接口，可将其定义为全双工异步方式。再通过外接一片MAX202芯片将TTL电平转化为RS232标准电平，可以实现远距离传输与上位机通讯。由上位机下传12×12汉字点阵数据和当前时间数据，可实现AT24C16中字模点阵数据的更新并可下传当前时间数据，与时钟芯片时间相对比以校对调整时间。
2．1．7　字符与视频信号叠加电路
　　该模块主要通过74HC4053芯片来实现字符信号与视频信号的叠加。电路如图1所示，视频输入信号Video in和字符信号分别接入74HC4053的两路通道，切换信号为uPD6453产生的输出信号VCB，它与74HC4053的通道切换端相连接。其工作原理为：通过切换通道的方法，在要显示字符的时候，切换到字符信号通道，其余时候选通Video in通道，74HC4053产生的输出信号Video out为视频信号与字符信号的叠加信号。