MCU在顯示器控制中的應(yīng)用

一、 引言

近幾年來，計(jì)算機(jī)顯示器逐步由手調(diào)過渡為電調(diào)。與手調(diào)顯示器相比，電調(diào)顯示器具有使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)、調(diào)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)主要問題

1 顯示模式識(shí)別

對計(jì)算機(jī)用戶而言，新的顯示適配卡一般都提供了分辨率設(shè)置（如640 X 480 、800 X 600、1024 X 768 、1600 X 1280等）和刷新率設(shè)置（如60Hz、70Hz、85Hz等）供用戶選擇。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、場頻率不同。目前常見的顯示適配卡場頻輸出范圍在60-85Hz之間，行頻輸出范圍在31.5KHz-70KHz之間。較高級的專業(yè)圖形卡和游戲用顯示適配卡，場頻已經(jīng)超過100Hz。

我們知道，不同的行、場頻率，需要不同的S校正電容和模擬量參數(shù)（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(shí)別行、場頻率是顯示器程序首先 要解決的問題。

2 自動(dòng)使用合適的模擬量參數(shù)

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

出廠時(shí)生產(chǎn)廠家預(yù)置的參數(shù)（工廠模式參數(shù)）；

缺省參數(shù)；

對用戶而言，一旦調(diào)整滿意，使用過程中即無須改動(dòng)，且調(diào)節(jié)過程比手動(dòng)調(diào)節(jié)精確、可靠。

生產(chǎn)廠家在顯示器出廠前，對一些常見的顯示模式進(jìn)行了預(yù)先調(diào)整，這樣可以保證顯示器在進(jìn)入用戶手中時(shí)，對于大多數(shù)常見的顯示模式都能顯示比較滿意的效果。在生產(chǎn)過程中，通過按下某幾個(gè)特定鍵的組合，顯示器進(jìn)入工廠模式狀態(tài)，輸入標(biāo)準(zhǔn)的VGA 信號，調(diào)整到滿意的顯示效果，顯示器自動(dòng)記錄下該顯示模式下各參數(shù)值。輸入多個(gè)VGA信號，記錄下的一組數(shù)據(jù)即工廠模式參數(shù)。常見的顯示模式如圖1：

圖1

缺省參數(shù)是指在用戶模式參數(shù)和工廠模式參數(shù)中都無法找到合適的顯示模式參數(shù)時(shí)所采用的參數(shù)。

3 節(jié)能和保護(hù)

電調(diào)顯示器一般都支持節(jié)能方式，這是與新的符合能源之星標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)主機(jī)板相配合的。同時(shí)，象WINDOWS95這樣的流行的操作系統(tǒng)平臺(tái)也對節(jié)能做了很好的支持，具體可參考PC98、PC99規(guī)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同步信號時(shí)，顯示器處于待機(jī)/掛機(jī)狀態(tài)（SUSPEND狀態(tài)），高壓電路關(guān)閉，燈絲處于預(yù)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(jī)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(jī)功耗只有幾瓦，具體數(shù)據(jù)取決于顯示器規(guī)格。

MCU還對行、場頻過高，高壓過高進(jìn)行了保護(hù)處理。對于手調(diào)顯示器，當(dāng)輸入信號行、場頻過高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不同步而產(chǎn)生的花屏現(xiàn)象，既不美觀，對機(jī)內(nèi)元件也有一定傷害。電調(diào)顯示器在行、場頻率過高時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入離機(jī)狀態(tài)。

另外，電調(diào)顯示器由MCU檢測行高壓，控制X射線保護(hù)電路

4 OSD

新的電調(diào)顯示器一般都具備OSD功能，通過它提示用戶對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。顯示內(nèi)容常見的有行頻、場頻值、模擬量調(diào)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(xiàn)

摩托羅拉公司的8位MCU MC68HC05BD3是專為顯示器控制設(shè)計(jì)的微控制器，適合顯示器控制的主要特點(diǎn)在于它內(nèi)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自于VGA電纜的行、場同步信號，把其處理成適合掃描電路使用的TTL電平。內(nèi)置的兩個(gè)專門寄存器返回了兩個(gè)計(jì)數(shù)值，一個(gè)表示場頻，另一個(gè)表示每場的掃描行數(shù)。簡單的計(jì)算即可得出行頻值：

行頻=場頻 X 每場掃描行數(shù)

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

I/O管腳經(jīng)過配置，最多可產(chǎn)生16路8位PWM輸出，能夠滿足模擬量調(diào)節(jié)。

OSD的實(shí)現(xiàn)使用了摩托羅拉公司的專用OSD芯片MC141543。該芯片內(nèi)置了128個(gè)常用字符，包括字母、數(shù)字以及用于模擬量調(diào)整用的提示符，如表示亮度的 ，表示對比度的 等，滿足了OSD顯示的要求。

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