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)核之微控制器，它把可開發(fā)之資源（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)用之需要來設(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，一個(gè) 基本之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)作指令之接收和執(zhí)行指令、各種控制功能、輔助功能都是在CPU之管理下進(jìn)行之。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)部之存儲(chǔ)器括兩個(gè)部分：
　　 ①隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM：用來存儲(chǔ)程序運(yùn)行時(shí)之中間數(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中存放之內(nèi)容是隨時(shí)可以改變之。

　　②只讀存儲(chǔ)器ROM：用來存儲(chǔ)程序和固定數(shù)據(jù)。所謂程序就是根據(jù)所要解決問題之要求，應(yīng)用指令系統(tǒng)中所含之指令，編成一組有次序之指令集合。所謂數(shù)據(jù)就是微控制器工作過程中之信｀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)之控制電路。由于外部電路、設(shè)備之電平大小、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兼容之（即不能直接與CPU連接）。這些外部之電路和設(shè)備只有通過輸人／輸出接口之橋梁作用，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，不同之外部電路和設(shè)備需要相應(yīng)之輸人／輸出接口電路，可利用編程之方法具體確定接口之工作方式、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／輸出接口之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之驅(qū)動(dòng)電流，使與外部電路和設(shè)備接口時(shí)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(kuò)存儲(chǔ)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 簡(jiǎn)單之電氣接口，與外部電路、設(shè)各進(jìn)行串行通信時(shí)只需使用較少之信號(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

　　在微控制器之許多應(yīng)用中，往往需要進(jìn)行精確之定時(shí)和產(chǎn)生方波信號(hào)，這由定時(shí)器／計(jì)數(shù)器電路來完成。有之定時(shí)器還具有自動(dòng)重新加載之能力，這使得定時(shí)器之使用更加靈活方便，利用這種功能很容易產(chǎn)生一個(gè)可編程之時(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)，可從指定之輸入端輸入脈沖，計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)運(yùn)算。

　　（5）系統(tǒng)總線
　　微處理器之上述四個(gè)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之電路聯(lián)系起來。

2．按鍵輸入電路
　　用戶對(duì)液晶顯示器之參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，是通過按鍵來進(jìn)行操作之。按鍵之實(shí)質(zhì)是一些小之電子開關(guān)，具有體積小、重量輕、經(jīng)久耐用、使用方便、可靠性高之優(yōu)點(diǎn)。按鍵之作用就是使電路通與斷，當(dāng)按下開關(guān)時(shí)，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(shí)別出不同之按鍵信號(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)輸人之行場(chǎng)同步信號(hào)，在其他相關(guān)電路之配合下，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)中常用之一個(gè)概念，是指計(jì)算機(jī)所運(yùn)行之軟件對(duì)顯卡之操作方式，主要規(guī)定了分辨率之大小、是圖形顯示方式還是字符顯示方式，能顯示顏色之?dāng)?shù)量等。計(jì)算機(jī)運(yùn)行之軟件會(huì)自動(dòng)選擇所需之顯示方式，也可由用戶自己選擇所喜歡之顯示模式，如果單從分辨率之角度而言，對(duì)于目前大部分之應(yīng)用軟件，都可以在不同之分辨率下工作。對(duì)于CRT顯示器，具體選擇在哪種分辨率下工作，由個(gè)人之愛好及顯示器所能提供之 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) 佳分辨率（固有分辨率），這是由液晶之結(jié)構(gòu)所決定之，只有當(dāng)液晶顯示器工作在 佳分辨率下時(shí)，才能顯示出 佳之效果。如果輸入到液晶顯示器之分辨率高于或低于 佳分辨率，則要在主控電路中進(jìn)行圖像之縮放處理。例如，液晶屏之固有分辨率是1024×768，當(dāng)輸入800×600 ／60Hz之信號(hào)時(shí)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后，輸出1024×768 60Hz之信號(hào)；當(dāng)輸入800×600／75Hz信號(hào)時(shí)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出1024×768／75Hz之信號(hào)。

　　（2）控制節(jié)能電路工作
　　之集成電路都可以掛接在I2C總線上，MCU通過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)之液晶顯示器，能否進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，是MCU根據(jù)輸人之行場(chǎng)同步信號(hào)進(jìn)行判斷之，當(dāng)行場(chǎng)同步信號(hào)都有時(shí)，液晶顯示器為也很狀態(tài)；當(dāng)行場(chǎng)同步信號(hào)缺一或全沒有時(shí)，MCU控制相關(guān)電路處于節(jié)能狀態(tài)，達(dá)到降低功率之目之。

　　對(duì)于從DVI數(shù)字接口輸入信號(hào)之液晶顯示器，能否進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，是由驅(qū)動(dòng)板上一塊稱為TMDS接收器之電路完成之（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)部之TMDS發(fā)送器停止輸出，此時(shí)，液晶顯示器內(nèi)部之TMDS接收器由于收不到TMDS發(fā)送器發(fā)送之信號(hào)，會(huì)將檢測(cè)之結(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)到降低功率之目之。

　　4．開關(guān)量控制電路
　　所謂微處理器之開關(guān)量，就是輸人到MCU或從MCU輸出之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）、背光燈開啟／關(guān)閉信號(hào)（輸出）、輸入信號(hào)選擇控制信號(hào)（輸出）等。

　　5．模擬量控制電路
　　MCU模擬量控制信號(hào)是指MCU輸出之是PWM脈沖信號(hào)，經(jīng)外圍RC等濾波電路濾波后，可轉(zhuǎn)換為大小不同之直流電壓，該直流電壓再加到負(fù)載電路上，對(duì)負(fù)載進(jìn)行控制。

　　MCU輸出之模擬量控制信號(hào)主要有：亮度控制信號(hào)、對(duì)比度控制信號(hào)等。由于MCU一般設(shè)有I2C總線控制腳，很多控制信息均由MCU通過總線進(jìn)行控制，因此，可大大減小模擬量控制信號(hào)之?dāng)?shù)量，使控制電路大為簡(jiǎn)化。

　　 6．I2C總線控制電路
　　I2C總線是由飛利浦公司開發(fā)之一種總線系統(tǒng)。I2C總線系統(tǒng)問世后，迅速在家用電器等產(chǎn)品中得到了廣泛之應(yīng)用。微控制器電路上之I2C總線由兩根線組成：一根串行時(shí)鐘線（SCL）和一根串行數(shù)據(jù)線（SDA）。MCU利用串行時(shí)鐘線發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)，利用串行數(shù)據(jù)線發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。

　　MCU是I2C總線系統(tǒng)之核心，I2C總線由MCU引出，液晶顯示器中很多需要由MCU控制