为了降低触摸屏控制电路的功耗, 本文提出了一种低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。对该SAR ADC所采用的电容阵列数模转换器(DAC)、比较器和逐次逼近寄存器等进行了研究与设计。首先, 基于两级并串耦合电容设计电容阵列DAC结构, 并设计配套的参考电平转换方案。接着, 设计两级全动态比较器, 并分析比较器的工作原理。然后, 基于动态逻辑设计低功耗低误码逐次逼近寄存器。最后, 基于180 nm CMOS工艺, 在1 V电源电压, 200 kHz采样频率和96.243 kHz输入频率条件下对SAR ADC进行了仿真。仿真结果表明: 积分非线性误差(INL)和微分非线性误差(DNL)分别为0.222/-0.203 LSB和0.231/-0.184 LSB, 无杂散动态范围(SFDR)为76.56 dB, 信噪失真比(SNDR)为61.50 dB, 有效位(ENOB)为9.92位, 功耗为0.464 μW, 品质因素(FOM)值为2.4 fJ/Conv.-step。本文设计的低功耗SAR ADC满足触摸屏控制电路应用要求。

针对全彩LED显示屏校正参量更新过程中的问题, 提出一种数据通道复用的系统解决方案。首先以通用LED显示系统为基础提出借助数据通道进行校正参量更新传输的设计思想, 然后在理论上建立控制策略与校正参量的数学关系模型, 并依此指导控制策略的设计和实施, 最后对显示控制系统进行硬件资源的复用设计, 实现校正参量的在线更新。通过理论分析和实验验证, 在不增加硬件资源以及传输通道的前提下, 该系统解决方案可以简单有效解决校正参量更新过程。

获得三维模型指定点的空间坐标是针对模型文件操作的基础。针对传统算法的不足提出一种获取所选点原始坐标的方法。在选点的过程中, 该算法允许模型进行任意角度的旋转, 以选取模型侧面及背面的点, 并通过旋转矩阵对该点还原。算法完成从屏幕的二维像素坐标到模型的三维坐标, 再到模型文件原始坐标的转换。实验表明, 该方法可以准确获取模型的所有可视表面的点坐标,提高了拾取的灵活性。

针对LED显示控制系统中移存频率受限于SDRAM的有效读取频率的问题，提出一种加速移存频率的方法。以LED显示控制系统的硬件逻辑为基础，建立扫描频率、移存频率、SDRAM有效读取频率等关键参数的相关数学模型，分析影响扫描频率的各种因素，提出图像数据拆分重组算法用于提高SDRAM的有效读取频率和移存频率。利用硬件逻辑实现该算法后，移存频率由原来的8.25 MHz提升到66 MHz，这就可以最大限度的发挥LED灯驱动芯片的移存能力，LED显示屏扫描频率也随之大幅提高。

针对嵌入亮度校正模型的全彩LED显示屏低灰度均匀性差甚至会出现缺少灰度等级的问题，研究了校正算法实施过程中的多维参量，分析了红绿蓝三基色校正参量偏差和扫描图像数据偏差产生的原因及其对各灰度级亮度差值的影响。最后基于LED显示屏驱动控制系统提出参量的权衡公式，根据权衡公式选取各参量最优值，并针对图像数据的最小进位精度这一参量提出一种高精度灰度权值算法，不仅可提高显示屏各灰度下的均匀性指标，而且还可增加LED显示屏上的显示灰度等级。实测结果表明: 当选取校正参量的校正精度为8 bit、图像数据的最小进位精度为0.5时，8扫显示屏不能达到均匀性指标的灰度级区间为［42，1］; 按照权衡公式选取校正参量的校正精度为10 bit、图像数据的最小进位精度为0.25时，均匀性不能达到指标的灰度级区间减小到［20，1］，同时相比前者，LED显示屏的起辉级数减小，显示灰度等级增加两级。

综合分析了常见的基于图像的三维重构方法的优缺点，提出了一种基于单张图像，采用马尔科夫随机场(MRF)推断3D位置和方向的3D重构方法。该算法首先将图片分割成多个小的区域(超像素块)，并假定空间场景由许多很小的平面组成，超像素块与平面相互对应，对图像中每个超像素块求取出一组特征向量(纹理、颜色等)，使用MRF模型化平面参数之间、超像素特征向量与平面参数之间的关系，采用监督学习的方式求取相关参数，求解MRF模型，并根据平面参数进行场景重建。这种算法不需对场景结构做明确的假定，因此较之以前的方法可以获得更多3D结构细节信息。用该方法对200张图片样本进行验算，样本中有60%实现了较为准确的3D重构。

Flash存储器常作为嵌入式大屏幕显示系统的显示信息存储设备，然而Flash存储器在使用时会存在诸如位反转等读写操作出错的问题，给系统的正常显示控制带来隐患。对Flash存储器存储误码率进行了分析,并结合显示数据存取的特点，设计了差错控制编码来实现Flash存储器下的显示数据差错控制。结合嵌入式控制系统的特点，设计了一种基于(31,26)循环汉明码编译码电路，在实际应用中可以将误码率降低至少1个数量级以上，提升了数据存储器抗突发干扰和随机干扰的能力，同时具有较低的设计复杂度。

红外触摸屏是大尺寸触摸屏的首选方案,但是实际应用中红外触摸屏普遍存在分辨率不高、响应速度较慢的不足,而且生产环节存在加工组装复杂的弊端.针对以上不足,提出了一种红外屏设计方案.硬件部分设计了二维选通红外扫描电路、接收电路和滤波电路,实现了发射与接收电路的模块化,为加工组装提供了便利.软件部分首先提出了脉冲式红外扫描方式,并给出了基于STM32F205片内Timer和ADC的脉冲扫描实现方法,提高了红外屏的扫描速度;然后介绍了细分扫描的设计思路,并通过二次细分扫描在不增加硬件成本的基础上提高了红外屏触点的定位精度.最后介绍了支持多点触摸的HID报告描述符的实现方法,实现了红外屏免驱安装.实际证明,该设计方案降低了加工制造复杂度,实现了红外屏即插即用,有效地提高了红外触摸屏的分辨率和响应速度.

为了实现多种智能设备之间低带宽高画质的屏幕内容分享，设计了一种基于嵌入式平台大屏幕内容分享系统。该系统由跨平台客户端及基于嵌入式平台的服务器端两部分组成，针对传统屏幕内容分享系统占用带宽大、不适合分享高分辨率视频信息的缺点，提出了一种基于场景识别的码率自适应调整算法，该算法采用H264编码方式，能够根据网络拥塞状况及当前屏幕的应用场景对H264码率进行自适应调整，以达到节约带宽、提高画质的目的[另一方面，服务器端基于嵌入式平台，采用多线程并发设计，将视频的接收、解码、显示分线程独立处理，在提高程序的健壮性的同时降低了程序的耦合性。实验结果表明，该系统支持720 p高分辨率视频信息共享，具有成本低、占用带宽小、实时性高的优点。

提出了差错控制编码方法来解决LED大屏幕远程通信系统显示信息高速率串行传输数据可靠性降低的问题。考虑到显示信息发送端和接收端的硬件基础及实现要求不同，提出在发送端采用并行算法结构，并构造了生成矩阵进行编码运算来提高算法的实时性；在接收端采用双时钟串行循环译码电路结构，在伴随式计算后采用高速时钟进行纠错，使得码字较长的编码仍旧能够获得较低的硬件开销并具备较好的实时译码能力。实验及理论分析表明，提出的方案能够实现高效率的编解码运算，编码效率达到98.2%。该方案也有效地降低了误码率，实际应用中误码率至少降低了1个数量级。使用提出的方案实现了显示信息的高速率、高效率串行传输。