拼接屏顯示器ID的設計應用

陳梅金

（福建聯捷電子有限公司 福建省福清市 350001）

拼接屏是安裝在墻壁上，形成一塊大屏幕，操控整個大屏幕是用戶的一個難題。如何能夠讓用戶對產品使用起來更加舒適？這顯然成為設計人員需要考慮的問題。從用戶使用角度考慮，在超大圖像的應用方面，各項技術是“各花入各眼”，在不同的領域發揮著各種不同的優勢[1]。本設計提出兩種方案，方案1 是通過PC 軟件工具對拼接屏PD（Public Display）發送控制指令，來達到整體控制和局部控制的目的；方案2 通過RC（Remot Control）對PD 進行紅外遙控操作。對提出的兩種方案進行綜合考量，本設計主要采用方案2。RC 對PD 進行OSD(On Screen Display)菜單操控，這樣對當前激烈競爭的市場占有也會有更大的把握，對用戶的實際要求也更加有信心。針對提出的第2 種方案會對市面上不同用戶的需求使用起來更加簡單，所以會按照RC 控制拼接墻的應用方法進行設計，同時提出一種通過RS232 指令控制對整面拼接墻進行ID 控制的應用。

1 拼接屏硬件系統設計

本設計硬件主要模塊分為電源模塊、GPIO 擴展控制模塊、圖像處理器Scaler(MSDxxx) IC 模塊、RS232 信號傳輸模塊、IR 線路模塊、信號接口模塊，以及信號分配器模塊。整個硬件系統方框圖如圖1所示。

電源模塊主要負責將220V 電源轉成12V、5V、3.3V、1.8V、1.15V，以便提供給不同IC進行供電。12V主要為液晶面板提供電源，5V 主要為USB 電源提供電源，3.3V 為大部分電路或上拉電阻提供電源，1.8V 主要為暫存設備提供電源，1.15V 主要為Scaler IC 提供電源。GPIO 擴展控制模塊主要針對Scaler IC GPIO 口不足而進行擴展應用，它負責GPIO 口控制。圖像處理器Scaler IC 模塊主要負責對信號進行圖像處理、功能應用、顯示控制等處理。RS232 信號傳輸模塊主要負責對控制指令的傳輸和轉接，以便完成整個拼接屏指令功能控制。IR 線路模塊主要負責RC 的信號傳輸，以便于對整個拼接屏的控制。信號接口模塊主要信號的輸入與輸出處理。信號分配器模塊主要是通過分配器IC 進行將HDMI 信號進行輸入輸出處理。

1.1 RS232通信模塊

本設計主要是通過對RS232 來實現拼接屏的功能控制[2]，所以將以RS232 為主要模塊來介紹。RS232 硬件電路設計主要是提供Video Wall 功能控制和ID 控制控制的命令通路，如圖2所示。

RS232 電路我們通常使用USB 口轉串口再將指令輸入到PD LAN 接口，LAN 接口收到指令后通過MAX232CPWR IC 再將RS232 信號轉換成TTL 信號傳輸給Scaler IC 處理。由于我們是應用于Video Wall 技術，所以RS232 指令還需要傳輸給下一個機臺，從而設計了RS232 OUTPUT 接口，以便完成所有機臺的命令功能的執行。RS232 INPUT 有TX_IN 與RX_IN 兩根Pin 腳，RX_IN 由PC TX 信號發送進來，進入到RS232 MAX232CPWR IC 的R2IN Pin 腳，再由轉換IC 的R2OUT Pin 輸出到P232_RX，最后通過RS232 Switch IC 送給Scaler 處理，此通路是PC 發送命令給PD。RS232 Switch 線路如圖3所示。在RS232 Switch IC 和Scaler IC 收到信號后也會做處理，Scaler IC 收到指令后會返回一個ACK 由P232_TX 傳到RS232 Switch IC 再傳回給PC，但RS232 Switch IC收到還有一個重要的任務是將P232_RX 發來的信息通過N232_TX Pin 傳回給RS232 MAX232CPWR IC 的TIIN 引腳，并由TIOUT 傳給TX_OUT 給拼接屏的下一個機臺。如此完成所有機臺命令控制。

圖1：系統方框圖

圖2：RS232 命令傳輸線路圖

圖3：RS232 Switch 線路圖

圖4：ID 設置流程圖

圖5：IR 控制流程

1.2 IR通路

本設計采用紅外遙控器進行遙控處理。遙控器將按鍵碼經過信號調制后，由載波信號發射出去，在PD 端通過IR 接收頭將信號進行接收解調后，再將按鍵碼傳輸給Scaler 進行對應功能處理[3]。本設計IR 通路是由PHONE JACK（耳機接口）接收，分成兩路處理，一路進入到Scaler IC 進行功能處理，另一路通過LAN 口Output 到下一個機臺，這樣以達到整個拼接屏遙控器的功能控制。

2 拼接屏軟件系統設計

拼接屏軟件系統主要完成整個拼接屏的信號源的顯示和ID 設定顯示，軟件系統處理過程是先獲取到信源信號，再根據用戶拼接屏設定和拼接的數量進行Scaling 處理，達到信號的縮放顯示。用戶的人機交互控制將由UI 或叫OSD（On Screen Display）界面實現功能控制處理?；诒驹O計為拼接屏的ID 應用設計開發，所以主要闡述RS232 指令ID 控制部分和遙控器控制ID 方法。

2.1 RS232指令設置ID

為了實現整個拼接屏的指令控制，軟件的RS232 指令部分需要與PC Tool 端協議好指令格式，本設計指令格式由指令頭、指令類型、指令長度、指令功能碼和校驗碼構成。同時根據硬件特性，將RS232 控制設置成不同的控制狀態，以達到全面拼接屏的控制?？刂茽顟B分成主控制模式狀態、監聽模式狀態、反饋模式狀態和獨立模式狀態。這4 種控制模式狀態說明如下：

（1）主控制模式狀態主要完成指令從一個機臺傳送到下一個機臺，并且可以接收到ACK 指令；

（2）監聽模式狀態，所有機臺處理監聽狀態。指令從一個機臺傳送到下個機臺，并且指令可以傳給當前機臺處理；

（3）反饋模式狀態，用于信息回傳。主要完成從前一個機臺發送來的指令并將當前機臺的信息ACK 給前一個機臺，但只能設置一臺機器處理；

（4）獨立模式狀態主要完成單個機臺控制和開始ID 設置前的設定模式。

當所有拼接屏都連接成一個視頻墻的時候，此時為了控制到所有機臺，需要給每個機臺分配一個ID 地址，同時為了控制方便，本設計采用了自動分配ID 的設計方法來給每個機臺分配ID。相關指令設置ID 的流程如圖4所示。

為了達到ID 準確無誤的設置，Command 設置ID 流程圖過程，將說明如下：

（1）用戶在OSD 中添加好拼接屏的行、列數目作為計算拼接屏的物理地址位置（按行、列設定的直觀位置）；

（2）執行OSD 的自動分配ID 按鈕，開始向外廣播發送準備配置ID 指令，同時將所有機臺的模式都設置成獨立模式狀態；

（3）根據IR 接入的位置，軟體可以偵測到接入Pin，則設定接入IR 的機臺為拼接屏的第一臺，設置完成后進入主控模式狀態；

（4）接下來每個機臺都按ID+1 的計算方式設置自己的ID，設置ID 完成后都將自己設置成主控模式；

（5）最后一臺機器設置好ID 后，進入回傳模式并發送ID 設置結束指令給前面機臺，同時將所有機臺模式都設定成監聽模式。

2.2 IR指令控制

IR 指令控制主要完成遙控器發出紅外指令給拼接屏，拼接屏接收到指令后，結合當前機臺位置，Bypass 將指令傳送給下個機臺，Scaler 來響應遙控器控制，同時執行相關功能設定控制?？刂屏鞒虉D如圖5所示。

3 總結

拼接屏顯示器ID 的自動分配功能的應用，大大方便了終端用戶對拼接屏組合控制的使用。同時將有利于整個拼接屏的工程施工拼接，受到品牌客戶的贊賞。這種設計方法已經投入小批量生產，值得推廣借鑒。