硬件组成.ppt
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1、硬件组成,显示设备,显示器适配器,显示器件,(控制器、接口),(CRT、LED、PDP、LCD),本章主要讨论:,CRT显示器,成象原理、,屏幕显示与显示缓存的对应关系,显示方式、,屏幕显示与显示缓存的对应关系,VRAM,第六章 输入/输出设备,6.1 CRT显示器的显示方式与常见显示规格,显示方式,字符/数字(A/N)方式:,图形(APA)方式:,以字符为显示单位,以点(象素)为显示单位,显示规格,显示方式,分辨率,颜色,A/N:一帧画面显示的字符数,(字符行数列数),APA:一帧画面显示的象点数,(每线点数线数),分辨率,2580,640200,适配器提供显示规格,如VGA卡:,A/N:,
2、APA:,2540、2580,,320200、,2色、4色,800600,,2色、256色,1.CRT结构,6.2 光栅扫描成象原理,视频放大,扫描控制,视频信号,水平同步信号,垂直同步信号,2.扫描方式,电子束无固定扫描路径,,随机扫描:,控制电路复杂。,光栅扫描:,电子束扫描路径固定,(自上而下,从左,向右全屏扫描),,控制电路简单。,3.光栅的形成,水平正扫,水平回扫,垂直回扫,水平偏转线圈加锯齿波电,流,形成水平扫描线,(行扫描),垂直偏转线圈加锯齿波电,流,使水平线垂直移动,(场扫描),行扫描电流:,场扫描电流:,帧频不低于25HZ,水平、垂直同步分别控制电子束X向与Y向偏转,I R
3、 G B 颜色,4.象点存在的因素,视频=0,点暗,红,象点,位置:,亮度:,颜色:,视频信号控制电子束通、断,视频=1,点亮,红、绿、蓝三基色控制,红点,绿点,蓝点,0 1 0 0,1 1 0 0,淡红,0 0 1 0,绿,1 0 1 0,淡绿,0 1 1 1,白,例.2513字符发生器,,5.字符点阵的形成与屏幕组织,可提供64种字符点阵,字符点阵图形:,(1)字符发生器,产生字符点阵代码。,(79),(58点阵),字符点阵代码:,ROM,字符译码,648单元,行译码,字符编码(ROM高6位地址),扫描线序号,(ROM低3位地址),输出,例.,A B C D E F,(2)屏幕组织,每行字
4、符逐线扫描。,字符79,字符区914,1)扫描顺序,2)间隔,横向间隔2点(消隐),纵向间隔5线(消隐),6.3 屏幕显示与显示器缓存(VRAM)的对应关系,显存功能,数据缓冲,屏幕刷新,对显存的操作直接影响屏幕显示。,对应关系表现在:,显存内容和容量的确定、显存地址组织、信息转换、,同步控制。,若显示规格为25行80列,,(1)A/N方式,VRAM内容:,基本容量=2580=2KB,1.显存内容和容量,字符的编码(ASCII码),VRAM容量:,(一字节存放一字符编码),(2)APA方式,图形的象点代码,VRAM内容:,(一位存放一点,单色),VRAM容量:,若显示规格为640点200线,,
5、基本容量=,8,640200,若考虑字符属性,显存容量增加。,=16KB,若考虑颜色,分辨率不变:,颜色,容量,容量不变:,颜色,分辨率,屏幕显示从左向右,自上而下,显存地址从 低到高安排。,2.显存地址组织,3.信息转换,能实现将A从屏幕左上角逐渐移向屏幕右下角吗?,显存单元的地址由屏幕显示的行、列号决定。,A,B,G,F,行号决定地址的高位,列号决定地址的低位,A,A,A,A,A,A,能实现在屏幕上将一行字符自下而上地滚动吗?,如何将显存中的信息(字符编码/图形点代码)转换为字符/图形显示在屏幕上。,(1)A/N,VRAM,移位寄存器,并行,串行,A,N,D,字符编码,字符发生器,扫描时序
6、,一行点阵代码(并),移位器,视频信号(串),显示头,(2)APA,VRAM,移位寄存器,并行,串行,一字节点代码(并),移位器,视频信号(串),显示头,视频的发送与电子束扫描严格同步:,4.同步控制,电子束扫描到某点位置,相应视频应同时送到,控制点亮或不亮。,需解决:,何时访问显存,取字符编码或图形点代码?,以控制产生视频信号。,何时发水平同步信号?,何时发垂直同步信号?,以控制电子束扫描。,在显示器中设置若干级计数器,对显示器点频进行若干级分频,产生相应控制信号。,例.显示规格25行80列,,(1)A/N方式,字符79,字符区914,7,2,9,9点,5,14线,80字符,25行,设置4级
7、计数器,1)点计数器:,点计数器,字符 计数器,线计数器,行计数器,对一个字符的一行点计数。,点频,9:1,一次点计数循环访问一次VRAM、ROM。,2)字符计数器:,对一帧的字符列计数。,(80+l):1,一次字符计数循环发一次水平同步信号。,3)线计数器:,对一行字符的扫描线计数。,14:1,线计数值提供ROM低位地址。,4)行计数器:,对一帧的字符行计数。,(25+m):1,帧频,一次行计数循环发一次垂直同步信号。,字符计数值提供VRAM列地址(低地址)。,行计数值提供VRAM行地址(高地址)。,例.显示规格800点200线、单色,(1)APA方式,8点,200线,100字节,设置几级计
8、数器?,何时访问VRAM?,何时发水平、垂直同步信号?,8点,本章要点:字符、图形方式下,屏幕显示与显存之间的对应关系(显存内容与容量、信息转换、分频计数器的设置与分频关系等)。,光栅扫描成像原理,1、CRT结构,电子枪,聚焦系统,垂直 偏转线圈,水平 偏转线圈,视频放大,扫描偏转电路,视频信号,垂直同步,水平同步,荧光屏,电子束,视频信号放大系统,电子枪,扫描偏转系统, 荧光屏等几部分,2、扫描方式,随机扫描:无固定扫描路径,光栅扫描:扫描路径固定,3、光栅的形成,2)、垂直偏转线圈加锯齿波电流,使扫描线垂直移动 (场扫描),1)、水平偏转线圈加锯齿波电流,形成水平扫描线 (行扫描),Ix,
9、正程,回扫,t,Iy,正程,回扫,t,水平扫描电流,垂直扫描电流,fx = S fy,行频,一帧扫描线数,场频,帧频不低于25HZ,4、频率关系,一个场扫描锯齿波内完成一帧的行扫描,逐行扫描:一帧一遍扫完:场频=帧频,隔行扫描:一帧二遍扫完:场频=2 X 帧频,5、一帧画面的组成,位置(x偏转,y偏转)水平同步,垂直同步,亮度(y调逃) 视频信号(脉冲串),颜色:红、绿、兰三基色控制,象点,6、字符点阵的形成与屏幕组织,字符点阵图形,11111111 00011000 00011000 00011000 00011000 00011000 00011000 00011000,例:字符T的图形点
10、阵,8X8点阵及对应编码,1)、字符发生器,在显示适配器,产生字符点图形的器件,核心部分 由专用的ROM芯片构成。,例:2513芯片,64种字符,5 X 8,则每个字符的点阵 占连续8个单元。 存放64种字符需容量为:64X8,ROM 64 X 8 X 5,扫描线序号 低3位地址,字符编码高6位地址,输出(5位),一个字符的点阵存放在ROM中连续的8个单元中,11111,00100,00100,00100,xxxxxx000,xxxxxx001,xxxxxx010,xxxxxx110,xxxxxx111,扫描线序号,ROM 字符发生器,00000,10001,10001,10001,10001
11、,00100,字符T编码,xxxxxx000,xxxxxx001,xxxxxx010,xxxxxx110,xxxxxx111,字符H 编码,2)、扫描顺序:一行所有字符逐线扫描,ABCDEFGH.,5条扫 描线,屏幕显示和显示缓冲存储器的对应关系,1、VRAM(显示缓冲存储器)的内容和容量,1)、字符方式:内容:一帧字符的编码,容量:设分辩率为25X80,一字节放一字 符编码,容量=25X80 = 2KB,2)、图形方式:内容:一帧图形点阵的代码,容量:设分辩率为640X200,一位存放一 点,容量=640X200/8 = 16KB,3)、间隔,如PC机:字符点阵 7X9 字符区 9X14,横
12、向间隔2点,纵向间隔5点,2、属性信息与属性缓存,字符属性:闪烁,前景,背景,下划线 属性缓存容量与字符缓存容量相同,下划线 背景颜色 闪烁 字符颜色,7 4 3 0,字符编码 属性 字符编码 属性,VRAM,0,1,2,3,图形属性:颜色,容量与色彩数量及分辩率相关 分辩率不变:颜色越多,需要的缓存容量越大 缓存容量不变:颜色越多,分辩率越低,例1:单色,分辨率为800X600, 容量为 800X600/8 =60K 例2:四色显示,分辨率为800X600 容量为 800X600/4 =120K 例3:16色显示,分辨率为1024X768 容量为 1024X768/2 =384K,3、缓存地
13、址组织,屏幕显示从左至右,从上而下缓存地址安排从低到高,1)、字符方式:设分辩率为:25X80。则显示缓存 中前80个单元中的字符编码经字符发生器显示在屏幕的 第0行,由此类推。,0,1,80,2,79,字符编码 属性 字符编码 属性,VRAM,0,1,2,3,单元与 屏幕位置一一对应,2)、图形方式:屏幕上的点由左至右,由上到下 对应缓存单元从地址码由低到高的各位。 如为单色:一个单元的8位可以对应8个象素点 如为彩色:则由色彩数量确定。,单色8个 象素点,VRAM,0,1,2,3,4、信息的转换,1)、字符方式:首先从显示缓存中取出字符编码; 将字符编码与CRT控制器提供的扫描时序分别送入
14、字 符发生器地址高端和低端; 取出字符的该扫描线上的点阵代码,控制显示,VRAM,ROM,移位寄存器,字符编 码,扫描时序(扫描线序号),一行点阵代码,并,视频信号(串),显示头,设字符点阵为5X8,扫描第一线时先取出ROM中字符A在0线上的点阵显示,再取出字符N在0线上的点阵显示,该线所有字符扫描完成后,又扫描该行所有字符第一线点阵。由此类推,ANDE.,4、信息的转换,1)、字符方式:首先从显示缓存中取出字符编码; 将字符编码与CRT控制器提供的扫描时序分别送入字 符发生器地址高端和低端; 取出字符的该扫描线上的点阵代码,控制显示,VRAM,ROM,移位寄存器,字符编 码,扫描时序(扫描线
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