基于ARM处理器S3C2440的VGA显示系统设计

模转换参考电压源和1个输出满度调节。只有4条输出信号线：模拟RGB信号采用高阻电流源输出方式，可以直接驱动75 Ω同轴传输线；同步参考电流输出信号Isync用来在绿视频模拟信号中编码视频同步信息。

　　2 VGA接口电路设计

　　如前所述，VGA接口的时序和LCD扫描式接口的时序是一致的，利用ADV7120(＄6.8040)组成的TFT液晶时序到VGA接口的转换模块结构框图如图3所示。

　　图3 VGA接口电路组成框图

　　根据ADV7120(＄6.8040)的数据手册，ADV7120(＄6.8040)对参考电平的要求度很高，不能以电阻分压电路代替。本设计中采用了1.235 V电压基准芯片AD589(＄2.0760)来产生参考电压。

　　3 VGA显示模式的选择及S3C2440 LCD controller中相应控制寄存器的设置

　　最初VGA的显示包含几种模式，最初VGA的分辨率被定义为640x480，接着更高分辨率的SVGA、XVGA等标准在此基础上被提出，接口上都兼容VGA标准，所以，习惯上把所有这种接口都称为VGA接口。不同的显示模式对应的VGA时序中的时间参数不同，选定一种显示模式后，就要配置LCD控制器，使其产生的时序参数符合VGA模式的要求，这样才能成功驱动VGA接口，否则VGA显示端会闪烁、模糊甚至不显示。

　　在这里选择分辨率为640x480、刷新频率为60 Hz、16位彩色的VGA显示模式，并在此模式下完成对LCD控制器相关寄存器的配置。使LCD控制器输出的时序逻辑能符合该模式下VGA显示的要求。在该模式下VGA接口同步信号时序如图4所示。

　　图4 VGA接口同步信号时序

　　下面根据图4的VGA接口同步信号时序对主要的LCD控制器中的控制寄存器进行配置：

　　1）LCDCON1寄存器

　　CLKVAL：确定VCLK频率的参数。公式为VCLK-HCLK/［（CLKVAL+1）x2］。在本设计中S3C2440的HCLK=100 MHz，显示屏需要VCLK=20MHz，故需设置CLKVAL=1.

　　BPPMODE：确定BPP（每像素位散）。选择BPPMODE=0xC，即选择TFT 16位模式。

　　2）LCDCON2寄存器

　　VBPD：确定帧同步信号和帧数据传输前的时延，是帧数据传输前延迟时间和行同步时钟间隔宽度的比值，参照图4中的时间数据可知，VBPD=t3/t6=1.02 ms/31.77 μs=32.

　　LINEVAL：确定显示的垂直方向大小。公式：LINEVAL=YSIZE-1=479.

　　VFPD：确定帧数据传输完成后到下一帧同步信号到来的一段延时，是帧数据传输后延迟时间和行同步时钟间隔宽度的比值，参照图4中的时间数据可知，VFPD=t5/t6=0.35 ms/31.77μs=11。

　　VSPW：确定帧同步时钟脉冲宽度，是帧同步信号时钟宽度和行同步时钟间隔宽度的比值。如图4，VSPW=t2/t6=0.06 ms/31.77 μs=2。

　　3）LCDCON3寄存器

　　HBPD：确定行同步信号和行数据传输前的一段延时，描述行数据传输前延迟时间内VCLK脉冲个数，如图4，VBPD=t7xVCLK=1.89 μsx25 MHz=47。

　　HOZAL：确定显示的水平方向尺寸。这里HOZAL=XSIZE-1=639。

　　HFPD：确定行数据传输完成后到下一行同步信号到来的一段延迟时间，描述行数据传输后延迟时间内VCLK脉冲个数，如图4，HFPD=t9xVC LK=0.94 μsx25 MHz=24。

　　4）LCDCON4寄存器

　　HSPW：确定行同步时钟脉冲宽度。描述行同步脉冲宽度时间内VCLK脉冲个数，如图4，HSPW=3.77 μsx25 MHz=94。

　　5）LCDCON5寄存器

　　BPP24BL：确定数据存储格式。此处设置BPP24BL=0x0，即选择小端模式存放。

　　FRM565：确定16位数据输出格式。设置FRM565=0x1，即选择5:6：5的输出格式。

　　通过如上的方式设计VGA接口电路并相应的设置LCD控制器寄存器，实现了LCD数字输出与D/A转换的无缝连接，不需要任何额外的驱动程序就可以将原来在LCD上输出的图像信息输出到VGA显示屏上。

　　4 测试与结论

　　本设计通过分析VGA接口时序与S3C2440TFT LCD接口时序的相同点，论证了用S3C2440自带的LCD controler来驱动VGA显示器的可行性，时序的匹配是本设计成功最关键的地方，在满足接口时序要求的前提下，用高速三路8位视频D/A芯片将LCD接口的数字RGB信号转换成VGA接口所需要的模拟信号。实验证明，图像信息通过VGA转换电路，在显示屏上显示良好，无明显抖动，满足普通的显示要求。由于主机采用ARM嵌入式微处理器，与传统X86主机相比，大大降低了整机系统的成本。这种廉价、简单的显示方案可以广泛应用到各种对显示效果要求不高但要求大尺寸屏幕的场合。