MCU在顯示器控制中的應用

一、 引言

近幾年來，計算機顯示器逐步由手調過渡為電調。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、調試容易等特點。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問題。在本文的最后，給出了一個完整的程序流程圖。

二、 顯示器程序需要解決的幾個主要問題

1 顯示模式識別

對計算機用戶而言，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（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、場頻率是顯示器程序首先 要解決的問題。

2 自動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，需要用戶重新調整相應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，自動使用合理的參數。一般的順序如下： 用戶最近一次對該顯示模式設置的參數（用戶模式參數）；

出廠時生產廠家預置的參數（工廠模式參數）；

缺省參數；

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

生產廠家在顯示器出廠前，對一些常見的顯示模式進行了預先調整，這樣可以保證顯示器在進入用戶手中時，對于大多數常見的顯示模式都能顯示比較滿意的效果。在生產過程中，通過按下某幾個特定鍵的組合，顯示器進入工廠模式狀態(tài)，輸入標準的VGA 信號，調整到滿意的顯示效果，顯示器自動記錄下該顯示模式下各參數值。輸入多個VGA信號，記錄下的一組數據即工廠模式參數。常見的顯示模式如圖1：

圖1

缺省參數是指在用戶模式參數和工廠模式參數中都無法找到合適的顯示模式參數時所采用的參數。

3 節(jié)能和保護

電調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準的計算機主機板相配合的。同時，象WINDOWS95這樣的流行的操作系統(tǒng)平臺也對節(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，顯示器處于待機/掛機狀態(tài)（SUSPEND狀態(tài)），高壓電路關閉，燈絲處于預熱狀態(tài)；輸入VGA 信號丟失兩路同步信號時，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(guī)格。

MCU還對行、場頻過高，高壓過高進行了保護處理。對于手調顯示器，當輸入信號行、場頻過高時，會出現不同步而產生的花屏現象，既不美觀，對機內元件也有一定傷害。電調顯示器在行、場頻率過高時，會自動進入離機狀態(tài)。

另外，電調顯示器由MCU檢測行高壓，控制X射線保護電路

4 OSD

新的電調顯示器一般都具備OSD功能，通過它提示用戶對各項參數進行調整。顯示內容常見的有行頻、場頻值、模擬量調整時的百分比進度。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、 實現

摩托羅拉公司的8位MCU MC68HC05BD3是專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在于它內置了一個同步信號處理器（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。內置的兩個專門寄存器返回了兩個計數值，一個表示場頻，另一個表示每場的掃描行數。簡單的計算即可得出行頻值：

行頻=場頻 X 每場掃描行數

MC68HC05BD3另有兩個位標志指示兩路同步信號的有無。

I/O管腳經過配置，最多可產生16路8位PWM輸出，能夠滿足模擬量調節(jié)。

OSD的實現使用了摩托羅拉公司的專用OSD芯片MC141543。該芯片內置了128個常用字符，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，控制顯示的內容、字符位置、字符大小、顏色等參數，形成一個完整的OSD菜單，其數據傳輸格式有三種：