Микроэлектронные проекты. Александр Протопопов. Автоматический контроллер для просмотра стереоизображения.

Предназначен для получения на мониторе компьютера стереоизображения, которое может просматриваться с помощью специальных очков, подключаемых к контроллеру. Контроллер подключается к разъему видеокарты компьютера, кабель от монитора подключается к контроллеру. Может автоматически работать с включающими и выключающими кодами разных фирм. Также может быть использовано ручное управление. Для работы данного контроллера на компьютер инсталлируется специальный драйвер, обеспечивающий получение стереоизображения в играх и других приложениях.

Принципиальная схема

1. Входными сигналами для микроконтроллера (МК) являются входные кадровые синхроимпульсы Vs (поступают на вывод 6 МК), входные строчные синхроимпульсы Hs (вывод 7) и R, G, В сигналы, поступающие с VGA-выхода системного блока IBM-совместимого компьютера (соответственно на выводы 8, 9 и 12).
   
   
2. На отдельном выходе (вывод 17) МК формируются выходные кадровые синхроимпульсы Vs´ (длительностью 0,1 мс), частота повторения Рвых которых зависит от результата анализа изображения (R, G, В сигналов). Анализ состоит в детектировании наличия черно-белого или цветного кодов (комбинаций цветов для строк изображения). В исходном состоянии (при отсутствии указанных кодов в считываемом изображении) частота Рвых для Vs´ (на выводе 17) равна частоте Fвх для Vs (вывод 6). После появления стартового кода выполняется условие: Fвых = 2Fвх. После появления финишного кода идет возвращение к исходной ситуации Fвых = Fвх. Удвоение частоты выходных кадровых синхроимпульсов осуществляется за счет генерации микроконтроллером дополнительного синхроимпульса, расположенного на временной оси посередине между теми выходными синхроимпульсами, которые следуют с исходной (одинарной) частотой. Задержка во времени между моментом поступления входного кадрового синхроимпульса и началом генерации соответствующего выходного кадрового синхроимпульса, а также точность расположения переднего фронта дополнительного кадрового синхроимпульса - максимально возможные. Реакция микроконтроллера - на фронты входных синхроимпульсов. Полярность выходных кадровых синхроимпульсов повторяет полярность входных кадровых синхроимпульсов (которая может быть как положительной, так и отрицательной). Диапазон частот повторения входных синхроимпульсов 50-120 Гц. Временная стабильность дополнительного кадрового синхроимпульса достаточна для визуального отсутствия подрагивания изображения при Fвых = 2Fвx (для видеорежимов с разрешением 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024).
   
   
3. Всего используется два вида кодов от разных фирм: черно-белый и цветной. Стартовый черно-белый код состоит из 12 пар смежных белых строк (начинающихся с первой строки сверху экрана), чередующихся с 12 парами пустых (черных) строк (т.е. этот код имеет вид последовательности бел-бел-черн-черн-бел-бел-черн-черн..., занимающей в сумме 48 строк). Финишный черно-белый код - белая полоса из расположенных подряд 15 белых строк с центральной строкой посередине экрана. Стартовый цветной код содержит следующее чередование цветов (начиная с первой строки сверху экрана) - красный (8 строк подряд), зеленый (2 последующие строки), красный + зеленый (следующие 12 строк), зеленый (следующие 2 строки). Длительность присутствия на экране каждого кода - не менее 80 мс.
   
   
4. В автоматическом режиме изменение частоты Fвых наступает в соответствии с анализом изображения, описанным в п. 2 и 3. В ручном режиме изменение частоты Fвых осуществляется изменением логического состояния отдельного порта (вывода 18) МК с помощью переключателя. Анализ состояния данного переключателя (и всех других переключателей и кнопок, подключенных к другим портам микроконтроллера) осуществляется с подавлением «дребезга» их контактов.
   
   
5. На отдельном выходе (вывод 13) МК микроконтроллера формируется логический сигнал высокого уровня при условии Fвых = 2Fвх и низкого уровня при Fвых = Fвх (как для автоматического, так и для ручного режимов).
   
   
6. На трех отдельных выходах (выводы 14-16) микроконтроллера непрерывно генерируются три синхронизованных между собой сигнала в форме меандра с частотой 2,2 кГц:
   • первый и второй сигналы меандра (на выводах 14 и 15) постоянно имеют фазу соответственно 0º и 180º
   • фаза третьего сигнала меандра (вывод 16) переключается между двумя значениями 0º и 180º в моменты формирования передних фронтов выходных кадровых синхроимпульсов (т.е. частота смены фазы третьего сигнала равна частоте следования выходных кадровых синхроимпульсов). При удвоенной частоте выходных кадровых синхроимпульсов в моменты формирования передних фронтов дополнительных выходных синхроимпульсов фаза третьего сигнала меандра всегда приходит к одному и тому же значению (либо только к 0º, либо только к 180º)
   
   
7. Выбор указанного в п.6 значения фазы меандра (0º или 180º) при Fвых=2Fвх осуществляется в соответствии с состоянием переключателя полярности, подключенного к отдельному входу (вывод 11) микроконтроллера. Изменение состояния данного переключателя также вызывает смену фазы меандра на противоположную для ситуации Fвых=Fвх.
   
   
8. В режиме работы с удвоенной частотой выходных кадровых синхроимпульсов предусмотрена возможность оперативного изменения (подстройки) временного положения дополнительного выходного синхроимпульса (см. п.2) в пределах не менее 30 % относительно центрального положения (соответствующего одинаковому временному расстоянию от двух соседних выходных синхроимпульсов). Подстройка осуществляется двумя кнопками [+] и [-], которые подключены к выводам 2 и 3 МК. Нажатие первой кнопки приводит к дискретному сдвигу дополнительного импульса в одном направлении, нажатие второй - в другом. При нажатии каждой из кнопок первый сдвиг синхроимпульса происходит с задержкой около 50-100 мс относительно момента нажатия, затем, если нажатие кнопки продолжается, сдвиг повторяется с временным интервалом около 50-100 мс вплоть до достижения импульсом положения с максимальным смещением. Смещение дополнительного синхроимпульса запоминается только на время текущей работы в режиме с удвоенной частотой кадровых синхроимпульсов и сбрасывается при переходе в режим с исходной (одинарной) частотой.
   
   
9. На выводе 19 МК генерируется сигнал прямоугольной формы, поочередная смена амплитуды которого от логической 1 к логическому 0 и обратно осуществляется в моменты генерации передних фронтов выходных кадровых синхроимпульсов.
   
   
10. Логические уровни выходных и выходных синхроимпульсов соответствуют стандартным ТТЛ уровням при напряжении питания 5В. Задающий генератор микроконтроллера работает с внешним кварцем 24МГц (выводы 4 и 5 МК).

Автор проекта: Александр Протопопов (г. Москва). WWW-site: www.smartelectron.ru.
На моем личном сайте Вы можете ознакомиться с другими проектами, часть из которых не представлена на сайте этой фирмы.
Если Вы нуждаетесь в разработке какого-либо устройства с применением микроконтроллера, обращайтесь ко мне.

 Разместите Ваш проект у нас на сайте и его смогут увидеть сотни посетителей в день. Ваши проекты присылайте вебмастеру.