引言
摘 要：本文介绍一种LED显示屏获取数据的新型方法。该方法运用高精度的数字化处理技术将计算机显示卡输出的模拟信号转换成标准的数字信号传送给显示屏，实现与计算机同步显示，解决了目前显示屏用多媒体卡的尴尬境地，从而提高了显示屏的显示效果，拓宽了显示屏的应用领域，达到国内同行业领先水平，具有一定的应用价值。
1、
LED显示屏作为一种新兴的显示媒体，是集光电及计算机技术于一体的高技术产品。随着大规模集成电路和计算机技术的高速发展，得到了飞速发展，已广泛应用于各行各业。
在LED显示系统中，绝大多数用来进行传输、处理、控制的信号都是数字信号，而目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的D／A(数字／模拟)转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的A／D(模拟／数字)转换器，将模拟信号转变为数字信号。
虽然现在市场上也有很多的数字显示接口产品，它们有专门的计算机屏幕上的数字化红、绿、蓝三种基色信号和控制信号的输出接口，但这些产品大多价位较高，有时还存在兼容性问题，而且还没有形成统一的标准。
所以就模拟接口而言，显示屏获得数据的方法主要有两种：其一是通过厂家提供的LED显示屏专用多媒体视频卡采集数据，实现LED显示屏和计算机的同步显示；其二是通过截获显示卡输出的模拟信号来获取数据，实现LED显示屏和计算机的同步显示。这两种技术都已经有了成型产品并应用于LED显示屏的实际工作中。
对于第一种方案，由于科学技术的发展必然会导致各种产品的快速更新换代，多媒体视频卡将会因为不断的技术更新而造成不必要的经济、资源浪费，从而被市场所淘汰。对于第二种方案，由于对应不同的显示卡和分辨率设置需要不断的变换设置参数，从而使产品的适应性很差。
基于以上情况，本文提出了一种实现LED显示屏和计算机同步显示的全新方法，可以完全取代多媒体视频卡，从而避免了现有多媒体视频卡的一些弊端，实现与国际显示屏行业标准的接轨。
2、VGA转换接口卡的设计原理
VGA转换接口卡的基本工作原理是：采用A／D采集技术，直接从通用的显示卡模拟输出采集图像信息，无需再安装多媒体视频卡。将一路模拟信号通过A／D转换器件转换成数字信号，送入显示屏；将另一路模拟信号通过视频前置放大器后仍以模拟信号的形式送回CRT显示器，这样可使显示器的显示内容和LED显示屏显示的内容保持实时一致，并可随时监控采集效果，A／D系统的采用，同时也降低了安装、操作的复杂程度。VGA转换接口卡作为计算机的外设可以做到“不开机安装”，从而提高了整套系统的兼容性。其原理结构框图见图1。
3、模数转换芯片的选取
模数转换器(Analog-Digital Converter,简称ADC)，作为组成转换接口卡的主要器件，其主要作用是将输入的模拟量转换成大屏幕能够识别的数字量［4］。我们使用的是美国AD公司最新推出的高速、专用于RGB视频的模数转换器件AD9884A-140型。
AD9884是智能型VGA、SVGA、XGA显示转换专用的高速(500MHz模拟带宽)8位A／D转换芯片，要用单片机初始化此芯片的内部寄存器，以串行的方式写入预定的工作模式，编写结束后AD9884开始工作。
要用好一种新的器件，必须首先把器件的工作原理、性能指标、极限工作参数及典型电路连接了解清楚。如果是智能器件，还要了解它的编程特性与参数，并能在市场上买到它。
模数转换器件AD9884A是接口卡的主要芯片，其他器件都要围绕该芯片进行选择。
3．1器件工作特性
3．2器件内部结构及工作原理
［11］AD9884A是一个完全8位140MSPS集成电路，能够从计算机和工作站获取RGB图形信号。其140MSPS的编码能力和500Hz全功率的模拟带宽能够支持1280×1024分辨率和75Hz的刷新频率，精确获得并数字化每一个像素。
为了将系统消耗和能源浪费降至最低，AD9884A包含一个内部的+1．25v电压参考，PLL从HSYNC产生一个像素时钟，可编程增益、补偿和箝位电路。使用者只需要提供一个+3．3v电源、模拟输入、HSYNC信号。三态CMOS输出可由2．5v-3．3v电源提供。
AD9884A的PLL锁相环路从HSYNC信号输入产生一个像素时钟，像素时钟的输出频率范围从20MHz到140MHz。当没有HSYNC信号，COAST信号存在时，PLL维持它的输出频率。AD9884A提供32级采样相位调节。数据、HSYNC信号和数据时钟输出相位关系是时刻保持一致的。可以用外部时钟输入作为像素时钟而不使用PLL。
箝位信号由内部产生或由使用者通过CLAMP输入管脚提供。
模数转换芯片的内部结构框图如图2所示。
4显示屏数据接收、结论及未来发展方向
4显示屏数据接收
从模数转换芯片输出的三路RGB数字并行信号通过50针的数字输出插座传给显示屏数据接收部分。接收部分由MC3486组成。扫描部分采用双缓冲SRAM，每片存放一帧数据，一片用于接收数据写入，另一片用于扫描数据读出。用帧信号v进行切换。数据写入列地址由传送时钟计数产生。行地址由行信号计数产生。扫描部分地址由晶体和计数器产生、地址切换采用二选一开关完成。
5结论及未来发展方向
VGA转换接口卡的设计目的就是为了解决目前多媒体视频卡的尴尬境地，为显示屏的发展提供实际的解决方案。无论微机技术如何发展，VGA转换接口卡都能够以不变应万变，提供显示屏所需要的并行输入数字信号。VGA接口卡具备银河多媒体卡所具有的所有功能，同时它在标准化方面已满足和国际化接轨的要求，提供了更高质量的图形信号。
该产品具有较高的性能价格比，目前已应用于显示屏产业中并取得了较好的效果。
从DVI技术的发展我们可以看到数字接口是未来的发展方向，这也为LED显示屏技术的发展提出了一个全新的思路。随着DVI技术的普及，我们可以通过兼容模拟、数字信号的DVI-I接口，使模拟信号送入CRT显示器，而另一路数字信号通过一系列的整合可送入大屏幕，提供大屏幕所需的并行数字信号。届时，LED显示技术必将进入一个更新的领域，为社会各行各业提供更高质量的信息服务。
参考文献：
［1］褚昌晨.LED显示屏系统原理及工程技术［Ｍ］．成都：电子科技大学出版社，2000
［2］高福祥，张君.接口技术［Ｍ］．沈阳：东北大学出版社，1999
［3］娄田心，等.微机外部设备接口开发及实用维修技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，1995
［4］刘书明，刘斌.高性能模数与数模转换器件［Ｍ］．西安：电子科技大学出版社，2000
［5］刘祖京.实用接口技术［Ｍ］．北京：北京工业大学出版社，1999
［6］王天曦，李鸿儒.电子技术工艺基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社，2000
［7］AD9884．100 MSPS／140 MSPS Analog Flat Panel Interface［Ｓ］． ANALOGDEVICES Inc，2001自动化技术与应用
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