MCU在顯示器控制中的應用

一、 引言

近幾年來(lái)，計算機顯示器逐步由手調過(guò)渡為電調。與手調顯示器相比，電調顯示器具有使用方便，適應性強，生產(chǎn)、調試容易等特點(diǎn)。本文以摩托羅拉8位MCU MC68HC05BD3為例，介紹了顯示器程序中的幾個(gè)問(wèn)題。在本文的最后，給出了一個(gè)完整的程序流程圖。

二、 顯示器程序需要解決的幾個(gè)主要問(wèn)題

1 顯示模式識別

對計算機用戶(hù)而言，新的顯示適配卡一般都提供了分辨率設置（如640 X 480 、800 X 600、1024 X 768 、1600 X 1280等）和刷新率設置（如60Hz、70Hz、85Hz等）供用戶(hù)選擇。而對于顯示器而言，不同的顯示模式，顯示適配卡輸出的VGA信號行、場(chǎng)頻率不同。目前常見(jiàn)的顯示適配卡場(chǎng)頻輸出范圍在60-85Hz之間，行頻輸出范圍在31.5KHz-70KHz之間。較高級的專(zhuān)業(yè)圖形卡和游戲用顯示適配卡，場(chǎng)頻已經(jīng)超過(guò)100Hz。

我們知道，不同的行、場(chǎng)頻率，需要不同的S校正電容和模擬量參數（如水平、垂直幅度，水平、垂直中心，梯形失真，桶形失真等）。因此，正確的識別行、場(chǎng)頻率是顯示器程序首先 要解決的問(wèn)題。

2 自動(dòng)使用合適的模擬量參數

手調顯示器在顯示適配卡的顯示模式發(fā)生變化時(shí)，需要用戶(hù)重新調整相應的電位器來(lái)改變各種模擬量，以取得較滿(mǎn)意的顯示效果。頻繁地調整電位器不但極為繁瑣，而且易造成旋鈕損壞。電調顯示器在改變顯示模式時(shí)，自動(dòng)使用合理的參數。一般的順序如下： 用戶(hù)最近一次對該顯示模式設置的參數（用戶(hù)模式參數）；

出廠(chǎng)時(shí)生產(chǎn)廠(chǎng)家預置的參數（工廠(chǎng)模式參數）；

缺省參數；

對用戶(hù)而言，一旦調整滿(mǎn)意，使用過(guò)程中即無(wú)須改動(dòng)，且調節過(guò)程比手動(dòng)調節精確、可靠。

生產(chǎn)廠(chǎng)家在顯示器出廠(chǎng)前，對一些常見(jiàn)的顯示模式進(jìn)行了預先調整，這樣可以保證顯示器在進(jìn)入用戶(hù)手中時(shí)，對于大多數常見(jiàn)的顯示模式都能顯示比較滿(mǎn)意的效果。在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)按下某幾個(gè)特定鍵的組合，顯示器進(jìn)入工廠(chǎng)模式狀態(tài)，輸入標準的VGA 信號，調整到滿(mǎn)意的顯示效果，顯示器自動(dòng)記錄下該顯示模式下各參數值。輸入多個(gè)VGA信號，記錄下的一組數據即工廠(chǎng)模式參數。常見(jiàn)的顯示模式如圖1：

圖1

缺省參數是指在用戶(hù)模式參數和工廠(chǎng)模式參數中都無(wú)法找到合適的顯示模式參數時(shí)所采用的參數。

3 節能和保護

電調顯示器一般都支持節能方式，這是與新的符合能源之星標準的計算機主機板相配合的。同時(shí)，象WINDOWS95這樣的流行的操作系統平臺也對節能做了很好的支持，具體可參考PC98、PC99規范。

通常在這方面對顯示器的要求是：輸入VGA信號在只有一路行同步信號或場(chǎng)同步信號時(shí)，顯示器處于待機/掛機狀態(tài)（SUSPEND狀態(tài)），高壓電路關(guān)閉，燈絲處于預熱狀態(tài)；輸入VGA 信號丟失兩路同步信號時(shí)，顯示器處于離機狀態(tài)（OFFMODE狀態(tài)），除了同步檢測電路外，顯示器的其它電路停止工作。整機功耗只有幾瓦，具體數據取決于顯示器規格。

MCU還對行、場(chǎng)頻過(guò)高，高壓過(guò)高進(jìn)行了保護處理。對于手調顯示器，當輸入信號行、場(chǎng)頻過(guò)高時(shí)，會(huì )出現不同步而產(chǎn)生的花屏現象，既不美觀(guān)，對機內元件也有一定傷害。電調顯示器在行、場(chǎng)頻率過(guò)高時(shí)，會(huì )自動(dòng)進(jìn)入離機狀態(tài)。

另外，電調顯示器由MCU檢測行高壓，控制X射線(xiàn)保護電路

4 OSD

新的電調顯示器一般都具備OSD功能，通過(guò)它提示用戶(hù)對各項參數進(jìn)行調整。顯示內容常見(jiàn)的有行頻、場(chǎng)頻值、模擬量調整時(shí)的百分比進(jìn)度。模擬量一般包括亮度、對比度、水平中心、垂直中心、水平幅度、垂直幅度、梯形失真、桶形失真等。

三、 實(shí)現

摩托羅拉公司的8位MCU MC68HC05BD3是專(zhuān)為顯示器控制設計的微控制器，適合顯示器控制的主要特點(diǎn)在于它內置了一個(gè)同步信號處理器（SYNC SIGNAL PROCESSOR）和多路PWM（PULSE WIDTH MODULATION）輸出。前者可以直接接收來(lái)自于VGA電纜的行、場(chǎng)同步信號，把其處理成適合掃描電路使用的TTL電平。內置的兩個(gè)專(zhuān)門(mén)寄存器返回了兩個(gè)計數值，一個(gè)表示場(chǎng)頻，另一個(gè)表示每場(chǎng)的掃描行數。簡(jiǎn)單的計算即可得出行頻值：

行頻=場(chǎng)頻 X 每場(chǎng)掃描行數

MC68HC05BD3另有兩個(gè)位標志指示兩路同步信號的有無(wú)。

I/O管腳經(jīng)過(guò)配置，最多可產(chǎn)生16路8位PWM輸出，能夠滿(mǎn)足模擬量調節。

OSD的實(shí)現使用了摩托羅拉公司的專(zhuān)用OSD芯片MC141543。該芯片內置了128個(gè)常用字符，包括字母、數字以及用于模擬量調整用的提示符，如表示亮度的 ，表示對比度的 等，滿(mǎn)足了OSD顯示的要求。

通過(guò)IIC總線(xiàn)，微控制器可以向MC141543編程，控制顯示的內容、字符位置、字符大小、顏色等參數，形成一個(gè)完整的OSD菜單，其數據傳輸格式有三種：