液晶顯示器微控制器電路介紹

前已述及，微控制器電路主要由MCU、按鍵輸入電路、存儲(chǔ)器(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM和DDC存儲(chǔ)器)、同步信號(hào)處理電路、開(kāi)關(guān)量控制電路、模擬量控制電路、I2C總線控制電路等幾部分組成。下面對(duì)這些電路進(jìn)行簡(jiǎn)要分析和介紹。

1.MCU

液晶顯示器中，大都采用以51單片機(jī)為內(nèi)核的微控制器，它把可開(kāi)發(fā)的資源(ROM、I/O接口等)全部提供給顯示器生產(chǎn)廠家，廠家可根據(jù)應(yīng)用的需要來(lái)設(shè)計(jì)接口和編制程序，因此適應(yīng)性較強(qiáng)，應(yīng)用較廣泛。圖1所示是微控制器硬件組成框圖。

由圖1可見(jiàn)，一個(gè)最基本的微控制器主要由下列幾部分組成：

圖1 微控制器硬件組成方框圖

(1)CPU(中央處理器)

CPU在微控制器中起著核心作用，微控制器所有動(dòng)作指令的接收和執(zhí)行指令、各種控制功能、輔助功能都是在CPU的管理下進(jìn)行的。同時(shí)，CPU還要擔(dān)任各種運(yùn)算工作。

(2)存儲(chǔ)器

微控制器內(nèi)部的存儲(chǔ)器包括兩個(gè)部分：

①隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM：用來(lái)存儲(chǔ)程序運(yùn)行時(shí)的中間數(shù)據(jù)。在微控制器工作過(guò)程中，這些數(shù)據(jù)可能被改寫(xiě)，所以RAM中存放的內(nèi)容是隨時(shí)可以改變的。

②只讀存儲(chǔ)器ROM：用來(lái)存儲(chǔ)程序和固定數(shù)據(jù)。所謂程序就是根據(jù)所要解決問(wèn)題的要求，應(yīng)用指令系統(tǒng)中所包含的指令，編成一組有次序的指令集合。所謂數(shù)據(jù)就是微控制器工作過(guò)程中的信`氪、變量、參數(shù)、表格等。

(3)輸入輸出(I/O)接口

輸入/輸出接口電路是指CPU與外部電路、設(shè)備之間連接通道及有關(guān)的控制電路。由于外部電路、設(shè)備的電平大小、數(shù)據(jù)格式、運(yùn)行速度、工作方式等均不統(tǒng)一，一般情況是不能與CPU兼容的(即不能直接與CPU連接)。這些外部的電路和設(shè)備只有通過(guò)輸人/輸出接口的橋梁作用，才能進(jìn)行信息傳輸，使CPU與外部電路、設(shè)各之間協(xié)調(diào)工作。

輸入/輸出接口種類(lèi)繁多，不同的外部電路和設(shè)備需要相應(yīng)的輸人/輸出接口電路，可利用編程的方法具體確定接口的工作方式、功能和工作狀態(tài)。

輸入/輸出接口可分成兩大類(lèi)：

①并行輸入/輸出接口：并行輸入/輸出接口的每根引線可靈活地選作輸入引線或輸出引線。有些輸入/輸出引線適合于直接與其他電路相連，有些接口能夠提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流，使與外部電路和設(shè)備接口時(shí)使用起來(lái)非常方便。有些微控制器允許輸入/輸出接口作為系統(tǒng)總線來(lái)使用，以外擴(kuò)存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口芯片。在液晶顯示器中，開(kāi)關(guān)量控制電路和模擬量控制電路都是并行輸入/輸出端口。

②串行輸入/輸出接口：串行輸入/輸出接口是最簡(jiǎn)單的電氣接口，與外部電路、設(shè)各進(jìn)行串行通信時(shí)只需使用較少的信號(hào)線。在液晶顯示器中，I2C總線接口電路是串行總線接口電路。

(4)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

在微控制器的許多應(yīng)用中，往往需要進(jìn)行精確的定時(shí)和產(chǎn)生方波信號(hào)，這由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器電路來(lái)完成。有的定時(shí)器還具有自動(dòng)重新加載的能力，這使得定時(shí)器的使用更加靈活方便，利用這種功能很容易產(chǎn)生一個(gè)可編程的時(shí)鐘。此外，定時(shí)器還可作為一個(gè)事件計(jì)數(shù)器，當(dāng)工作在計(jì)數(shù)器方式時(shí)，可從指定的輸入端輸入脈沖，計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)運(yùn)算。

(5)系統(tǒng)總線

微處理器的上述四個(gè)基本電路之間通過(guò)地址總線(AB)、數(shù)據(jù)總線(DB)和控制總線(CB)連接在一起，再通過(guò)輸入/輸出接口與微處理器外部的電路聯(lián)系起來(lái)。

2.按鍵輸入電路

用戶(hù)對(duì)液晶顯示器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，是通過(guò)按鍵來(lái)進(jìn)行操作的。按鍵的實(shí)質(zhì)是一些小的電子開(kāi)關(guān)，具有體積小、重量輕、經(jīng)久耐用、使用方便、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。按鍵的作用就是使電路通與斷，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí)，按鍵電子開(kāi)關(guān)接通：手松開(kāi)后，按鍵電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。MCU可識(shí)別出不同的按鍵信號(hào)，然后去控制相關(guān)電路進(jìn)行動(dòng)作。

3.同步信號(hào)處理電路

在MCU內(nèi)部電路中，一般設(shè)置有同步信號(hào)處理電路，它根據(jù)輸人的行場(chǎng)同步信號(hào)，在其他相關(guān)電路的配合下，可完成以下幾項(xiàng)工作：

(I)識(shí)別顯示模式

顯示模式(Displa。y Mode)是計(jì)算機(jī)中常用的一個(gè)概念，是指計(jì)算機(jī)所運(yùn)行的軟件對(duì)顯卡的操作方式，主要規(guī)定了分辨率的大小、是圖形顯示方式還是字符顯示方式，能顯示顏色的數(shù)量等。計(jì)算機(jī)運(yùn)行的軟件會(huì)自動(dòng)選擇所需的顯示方式，也可由用戶(hù)自己選擇所喜歡的顯示模式，如果單從分辨率的角度而言，對(duì)于目前大部分的應(yīng)用軟件，都可以在不同的分辨率下工作。對(duì)于CRT顯示器，具體選擇在哪種分辨率下工作，由個(gè)人的愛(ài)好及顯示器所能提供的最高分辨率決定。而對(duì)于液晶顯示器則有所不同，因?yàn)槊颗_(tái)液晶顯示器都有一個(gè)最佳分辨率(固有分辨率)，這是由液晶的結(jié)構(gòu)所決定的，只有當(dāng)液晶顯示器工作在最佳分辨率下時(shí)，才能顯示出最佳的效果。如果輸入到液晶顯示器的分辨率高于或低于最佳分辨率，則要在主控電路中進(jìn)行圖像的縮放處理。例如，液晶屏的固有分辨率是1024×768，當(dāng)輸入800×600 /60Hz的信號(hào)時(shí)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后，輸出1024×768 60Hz的信號(hào);當(dāng)輸入800×600/75Hz信號(hào)時(shí)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出1024×768/75Hz的信號(hào)。

(2)控制節(jié)能電路工作

的集成電路都可以?huà)旖釉贗2C總線上，MCU通過(guò)I2C總線對(duì)這些電路進(jìn)行控制。液晶顯示器具備節(jié)能省電功能。對(duì)于從VGA輸入信號(hào)的液晶顯示器，能否進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，是MCU根據(jù)輸人的行場(chǎng)同步信號(hào)進(jìn)行判斷的，當(dāng)行場(chǎng)同步信號(hào)都有時(shí)，液晶顯示器為正常狀態(tài);當(dāng)行場(chǎng)同步信號(hào)缺一或全無(wú)時(shí)，MCU控制相關(guān)電路處于節(jié)能狀態(tài)，達(dá)到降低功率的目的。

對(duì)于從DVI數(shù)字接口輸入信號(hào)的液晶顯示器，能否進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，是由驅(qū)動(dòng)板上一塊稱(chēng)為T(mén)MDS接收器的電路完成的(TMDS接收器大都集成在主控芯片中)。當(dāng)計(jì)算機(jī)長(zhǎng)時(shí)間未工作時(shí)，主機(jī)會(huì)控制內(nèi)部的TMDS發(fā)送器停止輸出，此時(shí)，液晶顯示器內(nèi)部的TMDS接收器由于收不到TMDS發(fā)送器發(fā)送的信號(hào)，會(huì)將檢測(cè)的結(jié)果告知MCU，再由MCU去控制相關(guān)電路處于節(jié)能狀態(tài)，達(dá)到降低功率的目的。

4.開(kāi)關(guān)量控制電路

所謂微處理器的開(kāi)關(guān)量，就是輸人到MCU或從MCU輸出的高電平或低電平信號(hào)，主要有脫機(jī)檢測(cè)信號(hào)(輸入)、指示燈控制信號(hào)(輸出)、背光燈開(kāi)啟/關(guān)閉信號(hào)(輸出)、輸入信號(hào)選擇控制信號(hào)(輸出)等。