陳梅金

摘 要：多臺顯示器的組合和拼接使用，已經(jīng)越來越流行應(yīng)用于教育、展廳、金融顯示場所和大屏幕組合。但是在對這些所有組合起來的顯示器，需要做到調(diào)整顯示屏幕一致，則需要對顯示設(shè)計一種適用的調(diào)整控制方式。文章通過對音頻線控制多臺顯示器畫面的調(diào)整設(shè)置研究，更好更快地控制每一臺顯示器，經(jīng)濟高效。

關(guān)鍵詞：RS232；音頻線；接口；調(diào)整命令

1 顯示器發(fā)展概述

顯示器簡單的理解和作用就是用來對信號源（PC等信號）的顯示，但隨著社會的發(fā)展，以及人們對顯示品質(zhì)追求也是越來越高。例如屏幕不夠大了、只有控制自己手上的一臺顯示不能滿足到對其他顯示器也需要控制的目的了等等。所以很多設(shè)計團隊就開始設(shè)計多臺無邊框的顯示器進行拼接組合設(shè)計，通過不同的通信方式對所有連接起來的顯示器進行統(tǒng)一控制的設(shè)計。在不同場合不同需求對顯示器的應(yīng)用的多樣化，本文提出用一種通過簡單的音頻線對每一臺連接的顯示器進行通信或說發(fā)送命令控制的設(shè)計，從而達(dá)到控制所有顯示器機臺的方法，我們采用軟件和硬件相組合進行調(diào)整控制，以便達(dá)到經(jīng)濟高效控制適用的設(shè)計調(diào)整目的。本設(shè)計可以靈活應(yīng)用于兩臺或多臺顯示器在教學(xué)、展廳，以及大屏幕等領(lǐng)域。

2 系統(tǒng)簡介

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由顯示器和音頻線連接組成。顯示器是由電源板、主板、按鍵板，以及顯示面板構(gòu)成。電源板提供5 V和12 V的電源給我們控制核心板—主板，主板上控制運行的核心IC是Scaler IC，我們用的是當(dāng)前市面比較流程的Mstar的圖像處理器，還有它周邊的Flash IC，EEPROM IC和RS232模塊。軟件代碼加載燒錄在Flash IC中，相關(guān)用戶存儲數(shù)據(jù)存放在EEPROM中，通過Scaler IC運行調(diào)用控制[1-2]。

當(dāng)然需要實現(xiàn)多臺控制，少不了的是通信控制，本設(shè)計是通過RS232串口通信方式對多臺顯示器進行通信調(diào)整控制的。整個組合起來的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 RS232通信

RS232基本特性是它的傳輸波特率可以根據(jù)需要及電路特性自行定義，一定保證通信雙方的波特率一致；它可以實現(xiàn)全雙工通信（TXD的發(fā)送線、RXD的接收線和信號地線組合便可實現(xiàn)全雙工異步串行通信）[3]。

RS232通信是計算機上一種較通用的控制通信協(xié)議。傳輸波特率可以根據(jù)需要及電路特性自行定義，但應(yīng)該保證通信雙方的波特率一致，它可以實現(xiàn)全雙工通信。準(zhǔn)備好通信的發(fā)送線TXD、接收線RXD、信號地線便可實現(xiàn)全雙工異步串行通信。發(fā)送線TxD和接收線RxD上：用-3～-15 V來表示邏輯1，用+3 V～+15 V來表示邏輯0。與晶體管邏輯電路（Transistor-Transistor Logic，TTL）和互補金屬氧化物半導(dǎo)體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor，CMOS）高低電平表示的邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在RS232與TTL電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換，電平轉(zhuǎn)換成邏輯數(shù)字關(guān)系如圖2所示。通過硬件線路和軟體方法實現(xiàn)多臺顯示器之間的通信和控制。

2.3 硬件介紹

硬件部分除了硬件電路相關(guān)的電源電路、IC電路和主板電路外，還有一個很重要的顯示器與顯示器之間的連接通信線路，本設(shè)計是采用音頻傳輸線作為連接通信線用的，它的線路通過硬件偵測和Scaler的RS232轉(zhuǎn)換模塊能夠滿足RS232通信命令的調(diào)整控制[4]。

我們采用的音頻傳輸線進行命令傳輸。在主板端我們設(shè)計兩個端口，并且用硬件方式偵測當(dāng)前是屬于輸入接口，還是輸出接口，這樣設(shè)計是為了保證通信效率和品質(zhì)更加直接有效。在設(shè)計中將音頻線的線路分別對應(yīng)到我們控制Pin腳上，然后將實物音頻線對顯示器進行連接，從第一臺顯示器（Master）輸出接口到第二臺從機（Slave）的輸入接口，再用第二根音頻線從第二臺顯示器的輸出接口連接到下一臺的連接方式組成多臺連接控制。

2.4 軟件介紹

有了硬件線路后我們就可以對它進行軟件控制設(shè)計了，本文主要介紹顯示器間的音頻線通信部分。但是要通過顯示器控制音頻線的命令傳輸，我們必需在軟件的應(yīng)用層上設(shè)計一個用戶可操作的界面，這個用戶可操作的界面就是用戶調(diào)整菜單，我們通常也稱其為屏上顯示（Over Screen Display，OSD）。所以我們軟件部分一定也會有菜單的設(shè)計，菜單中包含有用戶可能用到的對顯示器調(diào)整控制的所需項目。

軟件通信的中間層和底層的驅(qū)動設(shè)置簡介如下。首先，需要對串口通信進行初始化設(shè)置，包含硬件驅(qū)動設(shè)置、波特率設(shè)置、串口通信方式的設(shè)置。其次，軟件通過OSD菜單修改操作值的同時輸出命令到Slave端，Slave端Monitor收到相應(yīng)命令后給對應(yīng)Scaler處理相應(yīng)命令操作。這樣軟件上就可以實現(xiàn)兩臺顯示器間的調(diào)整控制。多臺調(diào)整控制就是將顯示器都連接起來，按如上調(diào)整方式自動類推到下一臺的臺連接控制，即當(dāng)硬件都連接好之后，一臺接一臺實現(xiàn)命令自動發(fā)送到下一臺的調(diào)整處理。這部分的軟件流程如圖3所示。最后對調(diào)整值進行存儲。

2.5 通信命令建立

一個自主開發(fā)能力的公司或企業(yè)，一般情況都會規(guī)范好用于生產(chǎn)或調(diào)試用的專屬工廠命令，所以自有的一套命令規(guī)范對一個產(chǎn)品前期的開發(fā)工作尤為重要。工廠命令格式一般會參考相關(guān)VESA的VCP Feature命令然后添加自身規(guī)定的命令首部、尾部和Checksum算法。本文設(shè)計方法中的命令在整個Monitor系統(tǒng)菜單中都有應(yīng)用到命令控制，需要調(diào)整項目會涉及較多，所以我們需要對每個調(diào)整項目進行命令格式的定義，命令分為Command Header，Command Message和 Command Checksum。

Command Header，指命令的首部，包含命令地址Byte，命令長度Byte，命令讀寫B(tài)yte。命令長度會隨著命令信息的長度變化而變化，命令讀寫B(tài)yte則根據(jù)實際是寫命令還是讀命令進行給定，其他規(guī)定好后用固定的命令格式Byte表示。它將引導(dǎo)命令的發(fā)送。

Command Message，指命令主要傳輸?shù)恼{(diào)整數(shù)據(jù)，可以根據(jù)需要設(shè)計1個或多個Byte，這樣可以基本滿足對應(yīng)各功能調(diào)試或不同數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

Command Checksum，指命令的校驗位，一般都放在整條命令的最后，用1個Byte來表示。它將確保命令的傳輸?shù)恼_性。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)

這些軟件硬件都準(zhǔn)備好了之后，我們就可以對顯示器機器進行單臺和多臺組合測試，看其調(diào)整設(shè)定是否符合預(yù)期效果。單臺的測試方法是將音頻線的一端接輸出端口，音頻線的另一端用示波器測試，確認(rèn)輸出命令是否是正確的波形。準(zhǔn)確無誤后就可以接第二臺，用同樣方法確認(rèn)。如果都沒有問題，我們就可以進行多臺連接確認(rèn)OSD操作值是否正確，這樣不僅可以測試出軟體的設(shè)計是否有缺陷，也可以測試出硬件線路設(shè)計是否合理。命令測試我們可以從節(jié)能即睡眠模式開始，例如當(dāng)前顯示器是處于睡眠節(jié)能狀態(tài)，就可以在第一臺主機按開機鍵進行開機，同時第一臺的顯示器會向從機發(fā)送開機指令，由于我們用音頻線連接了多臺的顯示器，所以第二臺從機也會用相同的方式發(fā)送指令給第三臺進行控制，從而實現(xiàn)對所有機臺的相關(guān)開機或調(diào)整操作的控制。

Master Monitor通過調(diào)整用戶菜單OSD，由軟件發(fā)送出指令，通過硬件音頻電路傳輸?shù)较乱慌_Monitor。第二臺接收到命令后，軟件做出相應(yīng)命令的動作處理，達(dá)到了相應(yīng)OSD設(shè)置調(diào)整所有連接的顯示器，從而實現(xiàn)Monitor一臺接一臺的數(shù)據(jù)控制。例如，調(diào)整顯示器OSD的亮度（Brightness），則操作第一臺的OSD菜單的Brightness項進行調(diào)整，效果圖如圖4所示。

4 結(jié)語

音頻線控制多臺顯示器的實現(xiàn)方式簡單快捷、經(jīng)濟實用、在市場應(yīng)用空間較大，適合教育、展廳、金融屏幕顯示和大屏幕組合等場所使用。相比于原來單臺調(diào)整設(shè)置的做法，這種新方法可以使得控制統(tǒng)一，控制方便，值得借鑒及推廣使用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]楊欣，萊·諾克斯，王玉鳳，等.電子設(shè)計從零開始[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[2]韓旭光. C語言程序設(shè)計項目教程[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[3]俞斯樂，侯正信，馮啟明，等.電視原理[M].北京：國防工業(yè)出版社，2000.

[4]左瑞娟，武永華.基于RS232接口的液晶電視控制系統(tǒng)[J].有線電視技術(shù)，2008（2）：85-87.