Сучасні MK володіють достатнім швидкодією, щоб формувати сигнали, які можна подавати безпосередньо на НЧ-входи телевізорів і моніторів Якщо вибирати між кольоровим і чорно-білим зображенням, то незаперечна перевага, зрозуміло, у першого з них Однак у мікронтроллерних пристроях легше реалізується чорно-білий режим Зображення можуть бути як статичні, так і динамічні Наприклад, відомі реальні проекти телевізійних ігор «Тетріс» і «Ping-Pong», основою яких є звичайні 8-бітові MK з тактовою частотою 4 .. 20 МГц

Принцип формування телевізійного сигналу пояснюють діаграми на Рис 283, де позначені рядкові СІ, кадрові КІ, а також синхронизирующие (ССІ, КСИ) і гасять (СГІ, КГІ) імпульси Строго кажучи, всередині КСИ і КГІ в сьогоденні телевізійному сигналі ще присутні зрівнюють і синхронизирующие рядкові «врізки», але в мікроконтролерних формувача їх зазвичай пропускають Крім того, для спрощення програмної частини чересстрочную телевізійну розгортку замінюють прогресивною

Рис 283 Тимчасові діаграми телевізійного відеосигналу

Номінальна частота СІ згідно стандартам країн СНД складає 15625 Гц, частота КІ – 50 Гц У перерахунку на період проходження імпульсів виходить, відповідно, 64 МК с і 20 мс Номінальний розмах сигналу від рівня синхроимпульсов до рівня білого – 1 В, від рівня гасіння – 07 В на навантаженні 75 Ом

З кольоровим зображенням складніше Необхідно, щоб пристрій відображення мало три роздільних видеовхода формату RGB (червоний-зелений-синій) Таке зустрічається в телевізорах, оснащених еврораземом SCART-V (Білий колір кабелю) і SCART-U (чорний колір кабелю), а також в телевізорах УЛПЦТ, УПІМЦТ, 2УСЦТ і ЗУСЦТ, оснащених спеціальними платами сполучення

З кольорових моніторів для роботи з MK ідеально підходять моделі CGA і EGA, які забезпечують 1 64-кольорову палітру з трьома «цифровими» відеосигналами RGB і одним / двома синхро входами TTJI-рівня Однак подібні монітори, що застосовувалися в компютерах IBM PC XT / AT на початку 1980-х років, зараз відносяться до розряду музейнихдіковінок

Монітори стандарту VGA мають набір вхідних сигналів подібно кольорових телевізорів, але використовують більш високу частоту рядкової розгортки, як мінімум, 315 кГц Бажання відтворити на екрані монітора картинку з роздільною здатністю 640×480 пікселів наштовхується на низьку швидкодію стандартних MK і обмежений обсяг їх памяті Те ж саме відноситься і до формування повного колірного телевізійного сигналу (ПЦТС) систем PAL, SECAM, NTSC

В якості обхідного маневру використовують допоміжні мікросхеми, які приймають сигнали RGB і кодують їх спеціальним чином для відправки в телевізор по низькій частоті Такі мікросхеми називають відеокодеров або, на англійський манер, «video encoder», «RGB encoder», «encoder NTSC / PAL» Серед безлічі їх різновидів [2-149] для MK годяться будь аналогові, як з лініями затримок, фільтрами, так і без них Цифрові відеокодери забезпечують кращу якість картинки, але вимагають високу частоту дискретизації сигналу 135 МГц, що, на жаль, «непідємно» для звичайних MK

На Рис 284, а .. л, Рис 285, а .. ж наведені схеми формування телевізійних сигналів відповідно для чорно-білих і кольорових телевізорів / моніторів Слід знати, що злите сприйняття телевізійних кадрів спостерігається вже при частоті 15 .. 25 Гц Однак, аж до частоти 70 Гц, більшість людей помічають легке мерехтіння екрану, стомлює очі

Рис 284 Схеми формування сигналів для чорно-білих телевізорів / моніторів (початок):

а) формувач чотирирівневого телевізійного сигналу Можливі стани виходів MK: НИЗЬКИЙ / LOW (сінхроуровень), LOW / ВИСОКИЙ (рівень гасіння та рівень чорного) ВИСОКИЙ / НИЗЬКИЙ (рівень сірого) ВИСОКИЙ / ВИСОКИЙ (білий рівень) Сигнали подаються через розєм XS1 в телевізор із вхідним опором 75 Ом Резистором R3 підлаштовують яскравість і стійкість зображення Замість двох послідовних резисторів R2, R3 можна поставити один резистор на 910 Ом Відомий варіант схеми з прецизійними резисторами (точність ± 1%): Rx = 562 Ом R2 = 1130 Ом R3 замінюється перемичкою

б) генеруючи різні сигнали на лініях MK, можна отримати: t /BbIX = 0 (сінхроуровень), вих = 93 В (рівень чорного), 6 вих = 1 В (білий рівень) Зустрічаються два аналогічних варіанта схеми: Rx = 390 Ом R2 = 180 Ом R3 = 180 Ом і Rx = 1 кОм R2 = 390 Ом R3 = 82 Ом

в) аналогічно Рис 284, а, але з емітерний повторювачем на транзисторі VT1, що полегшує навантаження по струму на виходи MK Резистори R2, R3 зєднуються послідовно для більш точної витримки пропорції R1: (R2 + R$) = 1 : 2

г) багатоступінчастий градієнтний відеосигнал формується через ЦАП, зібраний на резисторах R .. R n (матриця «2R») Синхроімпульси додаються до відеосигнали з нижнього виходу МК через шунтирующий діод VD1\

д) ЦАП на резисторах R1 .. R3 формує 8 «сходинок» за амплітудою, причому їх може бути ще більше, якщо перекладати виходи MK в режим входу з Z-станом Двохкаскадний підсилювач VT1, VT2 забезпечує стійку роботу на низкоомную навантаження і може застосовуватися автономно в якості розгалуджувача відеосигналу

е) отримання чорно-білого телевізійного сигналу шляхом змішування трьох кольорових складових RGB в пропорції 43:91: 180 (Rx: R2: R3) На екрані утворюються 8 градацій яскравості, тобто шкала сірого Рівень синхроимпульсов регулюється резистором R4 Альтернативний варіант: Rx = 270 Ом R2 = 560 Ом R3 – 11 кОм R4 = 560 Ом R5 за схемою знаходиться всередині телевізора

ж) підключення монітора стандарту CGA з TTJI / КМОП-синхро входами «HSYN», «VSYN» Резистором R1 регулюється яскравість зображення Резистори R2, R3 захищають MK в разі аварії монітора або замикання в кабелі, а також усувають викиди на фронтах сигналів

Рис 284 Схеми формування сигналів для чорно-білих телевізорів / моніторів

(Закінчення):

з) на транзисторах VT1, VT2 зібраний повторювач відеосигналу MK може додавати свої імпульси для формування накладного тексту Щоб текст на екрані був нерухомий, на вхід MK ще повинні надходити і аналізуватися синхроімпульси для привязки часу

і) одночасне підключення монітора (XS1) і телевізора (XS2) Кольорові сигнали «R», «G», «В» Запаралеленими З нижнього виходу MK генерується суміш кадрових і рядкових синхроімпульсів, а з верхнього – білий / чорний рівні відеосигналу Діоди VD1, К/Х2защітние

к) розгалужувач відеосигналу на двох половинках мікросхеми DA1 фірми Maxim / Dallas Може застосовуватися в якості ВЧ-повторювача для інших схем

л) при низькому рівні на виході MK паралельно тракту підключаються резистори R1, R2, що знижує амплітуду сигналу «Video» (яскравість) Якщо моменти зменшення яскравості будуть засінхронізіровани від рядкових / кадрових імпульсів, то на екрані можна сформувати напівпрозорий текст, логотип, геометричну фігуру, цифру номера каналу

Рис 285 Схеми формування сигналів для кольорових телевізорів / моніторів (початок):

а) вісім відтінків кольору на VGA / SVGA-моніторі формуються з трьох верхніх виходів MK Частота рядків 31 кГц (HSYN), частота кадрів не менше 25 Гц (VSYN) Зустрічається варіант схеми з резисторами R] = R2 = R3 – 470 Ом R4 = R5 = 100 Ом R6 = R7 = Rs = 91 Ом ланцюг GND розєму XS1 підключається до контактів 5 .. 8, 10 напруга живлення MK +3 В

б) збільшення числа колірних відтінків з 8 до 16 за допомогою резисторів R5 .. R7, що активізуються при високому рівні сигналу «Y» Тон кольору залишається колишнім, але змінюється насиченість Діоди FD / ..РШ усувають взаємовплив між каналами R, G, В;

в) XP1 – це телевізійний розєм SCART, інакше званий «Peritel», «Euroconnector», «Скарт» Сигнал «А» надходить на вхід каналу звуку телевізора через дільник 1: 10 на резисторах R1, R8 Кольоровий режим встановлюється ВИСОКИМ рівнем сигналу «Z», інакше виводиться чорно-біла картинка Сигнал «V» – це суміш кадрових і рядкових синхроімпульсів

г) пару з аналоговим відео кодером типу MC1377 фірми Motorola Вихідні сигнали «R», «G», «В» послаблюються дільниками R1 . R6 Конденсатори C1 .. C3 усувають постійну складову Сигнал «SYN» складається з суміші малих і кадрових синхроімпульсів

Рис 285 Схеми формування сигналів для кольорових телевізорів / моніторів (закінчення):

д) у кожному з трьох колірних каналів R »,« G »,« В »формуються по чотири рівня амплітуди (по чотири колірні відтінку) парами резисторів R1 і R2, R3 і R4, R5 і R6 \

е) індикація наявності колірних сигналів на світлодіодному відео табло HL1 .. HL8 \

ж) відеокодер DA1 застосовується в ігровій приставці «Sony PlayStation» Тактова частота колірної піднесе 4433 МГц стандарту PAL формується від кварцового генератора MK і надходить у DA1 через елементи R1, C4 Виходи «R», «G», «В» захищаються від статичної електрики TVS-діодами VD1 .. VD3 Відеокодер може підключатися до телевізора не тільки через розєм ПЦТС «Video» або розєм з сигналами «R», «G», «В», «Video», але і по окремих входів кольоровості «С» і яскравості «Y», які є в сучасних моделях телевізорів

Джерело: Рюмік, С М, 1000 і одна мікроконтролерна схема Вип 2 / С М Рюмік – М: ЛР Додека-ХХ1, 2011 – 400 с: Ил + CD – (Серія «Програмовані системи»)