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VGA矩陣的開發設計:

VGA矩陣的RGB交叉矩陣主要采用美國模擬器件公司生產的AD8108/AD8109,不僅集成了許多分立元件實現的功能,而且使用壽命長、電磁兼容性好、擴展性好;VGA矩陣的行場交叉屬於數字信號,大部分廠家使用CPLD可編程邏輯器件。 AD8108(G=1)和AD8109(G=2)具有相同的內核。其容量都是8×8。主要由32bit移位寄存器、並行鎖存器、解碼器、64點的切換矩陣和輸

出緩沖器等部分組成,AD8108/AD8109有兩種控制方式,它們均通過芯片內的32bit移位寄存器對8路輸入和8路輸出進行切換控制。

當為低電平時,選擇串行模式。在該模式下,以默認的順序確定輸出端口,而不用輸入地址。AD8108/AD8109有8個輸出端口,分別對應4bit數據,即D3~DO。其中D3用來阻斷或使能該輸出端口,當D3為0時,D2~DO無效,相應的輸出端口阻斷。D2~DO用來確定與某個輸出端口相連接的輸入端口。DATAIN通過CLK信號的下降沿驅動,依次傳輸OUT7[D3]、OUT7[D2]、OUT7[D1]、OUT7[D0]、……、OUT0[D3]、OUT0[D2]、OUT0[Dl]、OUT0[D0]數據到芯片內的32bit移位寄存器中,並由移位寄存器控制輸入信號和輸出信號的對應切換關系。當32bit數據全部輸入完畢時,停止CLK信號,變為低電平,同時根據剛輸入的32bit數據來切換矩陣的輸入和輸出。若CLK信號沒有停止,則切換矩陣數據動態更改。當變為高電平時,32bit數據鎖存完畢。采用串行模式的特點是使用的控制信號少,但速度慢:同時每次更改輸入輸出配置時,必須提供32bit的串行數據,這樣才能將整個矩陣數據更改:此外,串行數據輸出端也可為構建大容量的矩陣切換器提供方便,此時,只需將壹個芯片的DATAOUT端連接到另壹個芯片的DATAIN,而其它(如CLK、、、)則應該並行連接。

當為高電平時。選擇並行模式。在該模式下,當為低電平,設置為高電平且在CLK下降沿時,包括、A2~A0、D3~DO在內的引腳上的邏輯值都將進入帶有4位並行加載功能的32位移位寄存器中。至於4位數據D3~D0裝入到32位移位寄存器的哪壹個4位單元,則由A2~A0決定。A2~A0將32位移位寄存器分成8個4位單元段,每壹個4位單元段對應壹個輸出緩沖器。當為低電平時,上述移位寄存器的內容進入並行鎖存模塊,然後經8x4:8解碼後,即可對開關矩陣進行控制,以實現由D3、D2~D0、A2~A0決定8路輸入中的任壹路輸入向8路輸出中的任壹路輸出。並行模式的特點:壹是使用的控制信號多,但速度快;二是在改變單個輸出通道的工作方式時,不需要重新編程設置整個切換矩陣。 串行工作模式通常使用引腳、CLK、DATAIN、和。第壹步,應在低電平有效的情況下,設為低電平,使其工作在串行模式;第二步,串行輸入32bit的數據以完成壹次輸入輸出配置的更改。每個輸出端口對應4bit位(D3~DO,D3先輸入,如D3為低電平,則相應的輸出阻斷,緊跟的D2~D0則沒意義),***8個輸出端口,第8個輸出端口的數據最先輸入;第三步,在32bit的數據全部輸入完畢時,停止CLK信號,變為低電平,並根據剛輸入的32bit數據來切換矩陣的輸入輸出配置。如果在為低電平期間,CLK信號沒有停止。則切換矩陣數據動態更改;第四步,變為高電平,32bit數據鎖存完畢。

需要註意的是:如果多個AD8108/AD8109器件級聯,則壹次更改所需bit數是32與器件數的乘積。串行數據首先輸入第壹個芯片的DATAIN,然後依次進入其它芯片,直至最後的芯片。因此,給最後壹個芯片的數據是程控序列的前端。

並行工作模式壹次只允許更改壹個輸出端口的配置。由於壹次更改只花費壹個CLK和周期,因而極大地提高了更改速度。並行工作模式需用到引腳、CLK、、D3-D0、A2~A0和。第壹步,首先是在低電平有效的情況下,設置為高電平,使其工作在並行模式;第二步則設置為高電平,同時設置輸出地址A2~A0,和輸入地址D2~DO,以及輸出使能端D3,以使4位數據D3~D0裝入由A2~A0決定的32位移位寄存器中的某個4位單元段。第三步,端置低電平。32位移位寄存器中的數據被鎖存到並行寄存器中,再經8x4:8解碼後控制矩陣完成切換。

必須重點考慮的是:復位信號不能復位AD8108/AD8109中的所有寄存器,只是將切換矩陣的所有輸出通道設為禁止狀態,而寄存器中切換邏輯仍置於壹個隨機的排列中。因此,不管是串行模式還是並行模式,初始上電後,都必須將所有的移位寄存器編程為期望的狀態。

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