4.5 CRT显示器

第四章输入/输出接口技术第五节CRT显示器接口一、CRT显示原理二、字符显示终端第五节CRT显示器接口一、CRT显示原理㈠光栅扫描原理字符和图象显示常采用光栅扫描的方法，绝大多数的光栅扫描均采用电视体制。我国电视扫描体制的主要规程是电子束在屏幕上从左到右扫行的正程，然后从右到左扫行的逆程，如此重复。行回扫时电子束是关闭的，因而消隐。行正程为52us，行逆程为12us,行周期为64us,如图4-50所示。与此同时，在垂直方向从上到下进行场扫描，场周期为20ms。一、CRT显示原理㈠光栅扫描原理一、CRT显示原理㈠光栅扫描原理为了使电子束在屏幕上的扫描严格地与显示器中的各种控制信号同步，由CRT组成的监视器与电视体制一样采用外同步方式，即监视器的行和场扫描受外部行、场同步脉冲控制。一、CRT显示原理㈠光栅扫描原理图4-51表示送往监视器的行、场和视频信号的定时关系。一、CRT显示原理㈡字符显示原理一般的字符CRT显示器所显示的西文字符都是在5×7点的矩阵范围内表示。图4-52为字符A、E、H在屏幕上显示的情况。一、CRT显示原理㈡字符显示原理在国际上，一般标准的CRT显示终端显示24行字符行，每一字符行显示80个字符。整个屏幕显示80×24＝1920个字符。每个字符由横向5个点竖向7个点组成。字符与字符之间相隔2个消隐点。字符行与字符行之间相隔3行空白消隐行扫描线。一、CRT显示原理㈡字符显示原理屏幕横向共有：（5＋2）×80＝560点垂直方向的点行扫描线为：（7+3）×24＝240行一帧总的扫描线为：20ms÷64us＝312.5行（逐行扫312行）一、CRT显示原理㈡字符显示原理行扫描正程为52us，横向的560个点占用行扫描的正程时间。为了使显示的字符美观，在行扫描的正程开始和结束各空1us为不显示区。横向字符点的定时为＝89.3ns/点显示一字符的横向7个点（字符点＋间隔点）的定时为89.3ns×7＝0.625us点56050us一、CRT显示原理㈡字符显示原理为了满足扫描的要求，必须把字符的代码（ASCII码）转换成字符的点阵。这可用字符发生器来完成，也可用EPROM来取代,如图4-53。一、CRT显示原理㈡字符显示原理字符发生器的外特性是当代码输入端输入ASCII码、字符点阵行选择端输入点阵选择信号时，在输出端输出该字符选择行的点阵(高电平为亮点),见图4-53(a)。一、CRT显示原理㈡字符显示原理若输入字符A的ASCII码41H，则字符点阵行选择输入与点阵输出的关系如下：点阵选择输入→点阵输出00100100010010100111000110010001101111111101000111110001一、CRT显示原理㈡字符显示原理若用EPROM取代字符发生器，则只要把七位ASCII代码和三位点阵行选择码共10位作为EPROM的地址输入，EPROM的数据端将输出点阵，如图4-53(b)所示。仍以字符A为例，地址码与该地址单元内点阵码的对应关系如下：一、CRT显示原理㈡字符显示原理地址码点阵码01000001001＝02090010001000001010＝020A0101001000001011＝020B1000101000001100＝020C1000101000001101＝020D1111101000001110＝020E1000101000001111＝020F10001ASCII点阵选择一、CRT显示原理㈡字符显示原理从上述可知，若在屏幕上显示一行（80个）字符，则需进行7行扫描。在每一行扫描期间，除了向字符发生器提供点阵行选择信号外，还必须在行扫描的正程以屏幕显示字符的速度（0.625us/字）向字符发生器提供ASCII码。如此重复7次，进行7行扫描，就完成了一行字符行的扫描显示。一、CRT显示原理㈡字符显示原理电子束在屏幕上是逐点串行扫描的，而字符发生器的字符点阵信号是并行输出的，因而需要一个并/串移位寄存器，实现并行/串行的转换，如图4-53(a)所示。一、CRT显示原理㈡字符显示原理并/串移位寄存器的功能是在加载脉冲加入时，打入并行数据，再以点时钟的速度串行移出将在屏幕上显示的点信号，这就是送往监视器的视频信号。并/串侈位寄存器的加载信号即为字脉冲，周期为0.625us，点时钟信号为点脉冲，周期为89.3ns。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端图4-54为字符CRT显示终端的框图。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端整个系统由定时器、控制器、显示存储器、字符发生器、监视器、键盘和通信接口等组成。定时器是整个系统的定时中心，同时产生点时钟和字符脉冲等。控制器控制着系统的各个部分，由点阵行计数器、字符行计数器、行扫描计数器、字符计数器和译码器等组成。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端字符计数器控制一行显示80个字符和发行同步脉冲。点阵行计数器控制着字符发生器送出显示点阵的某一行。字符行计数器控制整个屏幕显示24行字符。场同步的产生决定于行扫描计数器的计数。屏幕上显示的字符的ASCII码存放在显示存储器中。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端图4-55表示了显示存储器的内容与CRT显示画面的对应关系。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端显示存储器的地址线由控制器控制。为了满足显示要求，控制器按字符计数器的速度向显示存储器提供刷新地址，在读/写线的控制下向字符发生器以字符计数速度送字符ASCII码。每行字符地址重复出现7次，每次点阵行计数器增1,7次后归“0”。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端键盘的主要功能为按下一个键就自动在输出端译出对应的ASCII码，除了送往通信接口给主机外还送入控制器，通过译码器对它进行译码，以分辨是显示字符还是功能控制码。若是字符码，则将它写入显示存储器中，若是控制码，则根据控制功能完成控制动作，如游标上移等。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端通信接口是与主计算机通信的一个接口。它有两个通道：一个为输入通道，接收主机输出的数据。此数据代码也送入控制器中的译码器执行与键盘输入同样的功能。另一个是输出通道，把从键盘打入的代码送往主计算机。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端由上可见，无论系统的控制如何，都至少必须完成下列控制功能：（1）按照扫描规律，严格精确地发出行同步信号给监视器。（2）按行同步的计数发出场同步给监视器。（3）按照屏幕扫描速度和规律，以字的速度连续地向字符发生器送80个代码，重复七次，此后再重复以上过程。二、字符显示终端㈠由硬件控制的CRT终端由上可见，无论系统的控制如何，都至少必须完成下列控制功能：（4）按显示一行字符的规律，顺序地控制字符发生器的点阵选择端（5）能处理键盘打入的代码，并能按输入代码编辑屏幕（6）具有与主机通信的功能（7）游标控制功能二、字符显示终端㈡由微机控制的CRT终端要实现CRT显示系统的控制，必须具备上述7个主要的控制功能。在硬件控制的CRT终端中，这些功能完全由硬件完成，因而结构复杂，功能却简单，发展受到了限制。到了20世纪70年代后期，都采用了微机控制的CRT终端。英特尔和摩托罗拉等公司相继研制成功了功能很强的CRT控制器（CRTC）芯片，如intel8275、MC6845等。二、字符显示终端㈡由微机控制的CRT终端图4-56表示了采用MC6845CRT控制器（CRTC）组成的CRT系统。二、字符显示终端㈡由微机控制的CRT终端二、字符显示终端㈡由微机控制的CRT终端该系统中，显示存储器的地址线通过地址多路开关连到系统的地址线和CRTC的地址线，显示存储器的数据线连至字符发生器和数据缓冲器。二、字符显示终端㈡由微机控制的CRT终端平时显示存储器都由CRTC控制按显示规律送出字符代码到字符发生器和数据缓冲器。在CPU访问显示存储器时，多路开关接通系统地址总线，数据缓冲器接系统数据总线。二、字符显示终端㈡由微机控制的CRT终端因此显示存储器的地址既可看成是CRTC的地址，又可作为系统地址的一部分，系统其它功能均由CPU完成。二、字符显示终端㈡由微机控制的CRT终端这种系统的优点是，所有显示功能均由CRTC完成，在显示时毋需打扰CPU，系统结构简单合理；由于CPU无须为显示服务，因此处理器的资源可用来完成更多、更复杂的任务。