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、存儲器(數(shù)據(jù)存儲器EEPROM和DDC存儲器)、同步信號處理電路、開關(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。下面對這些電路進(jìn)行簡要分析和介紹。

1.MCU

液晶顯示器中，大都采用以51單片機為內(nèi)核的微控制器，它把可開發(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)用的需要來設(shè)計接口和編制程序，因此適應(yīng)性較強，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，一個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，CPU還要擔(dān)任各種運算工作。

(2)存儲器

微控制器內(nèi)部的存儲器包括兩個部分：

①隨機存儲器RAM：用來存儲程序運行時的中間數(shù)據(jù)。在微控制器工作過程中，這些數(shù)據(jù)可能被改寫，所以RAM中存放的內(nèi)容是隨時可以改變的。

②只讀存儲器ROM：用來存儲程序和固定數(shù)據(jù)。所謂程序就是根據(jù)所要解決問題的要求，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：

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)動電流，使與外部電路和設(shè)備接口時使用起來非常方便。有些微控制器允許輸入/輸出接口作為系統(tǒng)總線來使用，以外擴存儲器和輸入/輸出接口芯片。在液晶顯示器中，開關(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/輸出接口是最簡單的電氣接口，與外部電路、設(shè)各進(jìn)行串行通信時只需使用較少的信號線。在液晶顯示器中，I2C總線接口電路是串行總線接口電路。

(4)定時器/計數(shù)器

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

(5)系統(tǒng)總線

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

2.按鍵輸入電路

用戶對液晶顯示器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，是通過按鍵來進(jìn)行操作的。按鍵的實質(zhì)是一些小的電子開關(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。按鍵的作用就是使電路通與斷，當(dāng)按下開關(guān)時，按鍵電子開關(guān)接通：手松開后，按鍵電子開關(guān)斷開。MCU可識別出不同的按鍵信號，然后去控制相關(guān)電路進(jìn)行動作。

3.同步信號處理電路

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

(I)識別顯示模式

顯示模式(Displa。y Mode)是計算機中常用的一個概念，是指計算機所運行的軟件對顯卡的操作方式，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。計算機運行的軟件會自動選擇所需的顯示方式，也可由用戶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。對于CRT顯示器，具體選擇在哪種分辨率下工作，由個人的愛好及顯示器所能提供的最高分辨率決定。而對于液晶顯示器則有所不同，因為每臺液晶顯示器都有一個最佳分辨率(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，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的信號時，經(jīng)轉(zhuǎn)換后，輸出1024×768 60Hz的信號;當(dāng)輸入800×600/75Hz信號時，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出1024×768/75Hz的信號。

(2)控制節(jié)能電路工作

的集成電路都可以掛接在I2C總線上，MCU通過I2C總線對這些電路進(jìn)行控制。液晶顯示器具備節(jié)能省電功能。對于從VGA輸入信號的液晶顯示器，能否進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，是MCU根據(jù)輸人的行場同步信號進(jìn)行判斷的，當(dāng)行場同步信號都有時，液晶顯示器為正常狀態(tài);當(dāng)行場同步信號缺一或全無時，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。

對于從DVI數(shù)字接口輸入信號的液晶顯示器，能否進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，是由驅(qū)動板上一塊稱為TMDS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)計算機長時間未工作時，主機會控制內(nèi)部的TMDS發(fā)送器停止輸出，此時，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，會將檢測的結(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.開關(guān)量控制電路

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