显示设备及接口

1、硬件组成硬件组成 显示设备显示设备显示器适配器显示器适配器 显示器件显示器件 （控制器、接口）（控制器、接口） （CRTCRT、LEDLED、PDPPDP、LCDLCD） 本章主要讨论：本章主要讨论： CRTCRT显示器显示器 成象原理、成象原理、 屏幕显示与显示缓存的对应关系屏幕显示与显示缓存的对应关系 显示方式、显示方式、 屏幕显示与显示缓存的对应关系屏幕显示与显示缓存的对应关系 控制器控制器接口接口显示器适配器显示器适配器显示器件显示器件CPUVRAM第六章第六章 输入输入/ /输出设备输出设备6.1 CRT6.1 CRT显示器的显示方式与常见显示规格显示器的显示方式与常见显示规格 显示

2、方式显示方式 字符字符/ /数字数字( (A/N)A/N)方式：方式： 图形图形( (APA)APA)方式：方式： 以字符为显示单位以字符为显示单位 以点以点( (象素象素) )为显示单位为显示单位 显示规格显示规格 显示方式显示方式 分辨率分辨率 颜色颜色 A/NA/N：一帧画面显示的字符数：一帧画面显示的字符数 （字符行数（字符行数列数）列数） APAAPA：一帧画面显示的象点数：一帧画面显示的象点数 （每线点数（每线点数线数）线数） 分辨率分辨率 25258080 640640200200 适配器提供显示规格适配器提供显示规格如如VGAVGA卡：卡： A/NA/N：APAAPA： 252

3、54040、25258080， 320320200200、 2 2色、色、4 4色色 800800600600， 2 2色、色、256256色色 1.CRT1.CRT结构结构 6.2 6.2 光栅扫描成象原理光栅扫描成象原理 荧光屏荧光屏电子枪电子枪聚焦系统聚焦系统水平偏转水平偏转垂直偏转垂直偏转显示头显示头视频放大视频放大扫描控制扫描控制视频信号视频信号水平同步信号水平同步信号垂直同步信号垂直同步信号2.2.扫描方式扫描方式 电子束无固定扫描路径，电子束无固定扫描路径，随机扫描：随机扫描：控制电路复杂。控制电路复杂。光栅扫描：光栅扫描： 电子束扫描路径固定电子束扫描路径固定 （自上而下，从左

4、（自上而下，从左向右全屏扫描），向右全屏扫描），控制电路简单。控制电路简单。3.3.光栅的形成光栅的形成 水平正扫水平正扫水平回扫水平回扫垂直回扫垂直回扫水平偏转线圈加锯齿波电水平偏转线圈加锯齿波电 流流, ,形成水平扫描线形成水平扫描线 （行扫描）（行扫描） 垂直偏转线圈加锯齿波电垂直偏转线圈加锯齿波电 流流, ,使水平线垂直移动使水平线垂直移动 （场扫描）（场扫描） 行扫描电流：行扫描电流： 场扫描电流：场扫描电流： 帧频不低于帧频不低于2525HZ HZ 水平、垂直同步水平、垂直同步分别控制电子束分别控制电子束X X向与向与Y Y向偏转向偏转 I I R R G G B B 颜色颜色 4

5、.4.象点存在的因素象点存在的因素视频视频=0=0，点暗，点暗 红红 象点象点 位置：位置： 亮度：亮度： 颜色：颜色： 视频信号视频信号控制电子束通、断控制电子束通、断 视频视频=1=1，点亮，点亮 红、绿、蓝三基色红、绿、蓝三基色控制控制 红点红点 绿点绿点 蓝点蓝点 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 淡红淡红 0 0 1 0 0 0 1 0 绿绿 1 0 1 0 1 0 1 0 淡绿淡绿 0 1 1 1 0 1 1 1 白白 例例.2513.2513字符发生器，字符发生器， 5.5.字符点阵的形成与屏幕组织字符点阵的形成与屏幕组织可提供可提供6464种字符点

6、阵种字符点阵 字符点阵图形：字符点阵图形： （1 1）字符发生器）字符发生器 产生字符点阵代码。产生字符点阵代码。 （7 79 9） （5 58 8点阵）点阵） .字符点阵代码：字符点阵代码： 11111111111111 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 0000001 1000000 ROM字符译码字符译码64648 8单元单元 行译码行译码字符编码（字符编码（ROMROM高高6 6位地址）位地址） 扫

7、描线序号扫描线序号（ROMROM低低3 3位地址）位地址）输出输出例例. . A B C D E F A B C D E F （2 2）屏幕组织）屏幕组织 每行字符逐线扫描。每行字符逐线扫描。 字符字符7 79 9，字符区，字符区9 914141 1）扫描顺序）扫描顺序 2 2）间隔）间隔 横向间隔横向间隔2 2点点（消隐）（消隐）纵向间隔纵向间隔5 5线线（消隐）（消隐）6.3 6.3 屏幕显示与显示器缓存屏幕显示与显示器缓存(VRAM)(VRAM)的对应关系的对应关系 显存功能显存功能 数据缓冲数据缓冲 屏幕刷新屏幕刷新 对显存的操作直接影响屏幕显示。对显存的操作直接影响屏幕显示。 对应关

8、系表现在：对应关系表现在： 显存内容和容量的确定、显存地址组织、信息转换、显存内容和容量的确定、显存地址组织、信息转换、 同步控制。同步控制。 若显示规格为若显示规格为2525行行8080列，列，（1 1）A/NA/N方式方式 VRAMVRAM内容：内容： 基本容量基本容量=25=2580=280=2KBKB1.1.显存内容和容量显存内容和容量 字符的编码（字符的编码（ASCIIASCII码）码） VRAMVRAM容量：容量： （一字节存放一字符编码）（一字节存放一字符编码）（2 2）APAAPA方式方式 图形的象点代码图形的象点代码 VRAMVRAM内容：内容： （一位存放一点，单色）（一位

9、存放一点，单色）VRAMVRAM容量：容量： 若显示规格为若显示规格为640640点点200200线，线， 基本容量基本容量= =8 8640640200200若考虑字符属性，显存容量增加。若考虑字符属性，显存容量增加。=16=16KBKB若考虑颜色若考虑颜色分辨率不变：分辨率不变： 颜色颜色容量容量容量不变：容量不变： 颜色颜色分辨率分辨率 屏幕显示从左向右，自上而下，显存地址从屏幕显示从左向右，自上而下，显存地址从 低到高安排。低到高安排。2.2.显存地址组织显存地址组织 3.3.信息转换信息转换 能实现将能实现将A A从屏幕左上角逐渐移向屏幕右下角吗？从屏幕左上角逐渐移向屏幕右下角吗？

10、显存单元的地址由屏幕显存单元的地址由屏幕显示的行、列号决定。显示的行、列号决定。0 1 2 790 1 2 790 01 12 22424A B GF行号决定地址的高位行号决定地址的高位列号决定地址的低位列号决定地址的低位AAAAAA能实现在屏幕上将能实现在屏幕上将一行字符一行字符自下而上地滚动吗？自下而上地滚动吗？ 如何将显存中的信息（字符编码如何将显存中的信息（字符编码/ /图形点代码）转图形点代码）转换为字符换为字符/ /图形显示在屏幕上。图形显示在屏幕上。 （1 1）A/N A/N VRAM VRAM A A编码编码 N N编码编码 D D编码编码VRAM A A点阵点阵 B B点阵点

11、阵 C C点阵点阵 D D点阵点阵 N N点阵点阵ROM屏幕屏幕 移位寄存器移位寄存器并行并行串行串行AND字符编码字符编码 字符发生器字符发生器 扫描时序扫描时序 一行点阵代码一行点阵代码( (并并) ) 移位器移位器 视频信号视频信号( (串串) ) 显示头显示头 （2 2）APA APA VRAM VRAM 屏幕屏幕 移位寄存器移位寄存器并行并行串行串行一字节点代码一字节点代码( (并并) ) 移位器移位器 视频信号视频信号( (串串) ) 显示头显示头 0000111100001111 000000000000000000001001000010010 0VRAM00000000000

12、0000000001001000010010000111100001111 视频的发送与电子束扫描严格同步：视频的发送与电子束扫描严格同步： 4.4.同步控制同步控制 电子束扫描到某点位置，相应视频应同时送电子束扫描到某点位置，相应视频应同时送到，控制点亮或不亮。到，控制点亮或不亮。需解决：需解决： 何时访问显存，取字符编码或图形点代码？何时访问显存，取字符编码或图形点代码？ 以控制产生视频信号。以控制产生视频信号。 何时发水平同步信号？何时发水平同步信号？ 何时发垂直同步信号？何时发垂直同步信号？ 以控制电子束扫描。以控制电子束扫描。 在显示器中设置若干级在显示器中设置若干级计数器计数器，对

13、显示器，对显示器点频点频进进行若干级分频，产生相应控制信号。行若干级分频，产生相应控制信号。 例例. .显示规格显示规格2525行行8080列，列， （1 1）A/NA/N方式方式 字符字符7 79,9,字符区字符区9 91414 7299点点514线线80字符字符25行行设置设置4 4级计级计数器数器1 1）点计数器：）点计数器： 点计数器点计数器字符字符 计数器计数器 线计数器线计数器 行计数器行计数器对一个字符的一行点计数。对一个字符的一行点计数。 点频点频 9 9：1 1 一次点计数循环访问一次一次点计数循环访问一次VRAMVRAM、ROMROM。 2 2）字符计数器：）字符计数器：

14、对一帧的字符列计数。对一帧的字符列计数。 (80+(80+l)l)：1 1 一次字符计数循环发一次水平同步信号一次字符计数循环发一次水平同步信号。 3 3）线计数器：）线计数器： 对一行字符的扫描线计数。对一行字符的扫描线计数。 1414：1 1 线计数值提供线计数值提供ROMROM低位地址。低位地址。 4 4）行计数器：）行计数器： 对一帧的字符行计数。对一帧的字符行计数。 (25+(25+m)m)：1 1 帧频帧频 一次行计数循环发一次垂直同步信号一次行计数循环发一次垂直同步信号。 字符计数值提供字符计数值提供VRAMVRAM列地址（低地址）。列地址（低地址）。 行计数值提供行计数值提供VRAMVRAM行地址（高地址）。行地址（高地址）。 例例. .显示规格显示规格800800点点