MCU在显示器控制中的应用

一、 引言

近几年来，计算机显示器逐步由手调过渡为电调。与手调显示器相比，电调显示器具有使用方便，适应性强，生产、调试容易等特点。本文以摩托罗拉8位MCU MC68HC05BD3为例，介绍了显示器程序中的几个问题。在本文的最后，给出了一个完整的程序流程图。

二、 显示器程序需要解决的几个主要问题

1 显示模式识别

对计算机用户而言，新的显示适配卡一般都提供了分辨率设置（如640 X 480 、800 X 600、1024 X 768 、1600 X 1280等）和刷新率设置（如60Hz、70Hz、85Hz等）供用户选择。而对于显示器而言，不同的显示模式，显示适配卡输出的VGA信号行、场频率不同。目前常见的显示适配卡场频输出范围在60-85Hz之间，行频输出范围在31.5KHz-70KHz之间。较高级的专业图形卡和游戏用显示适配卡，场频已经超过100Hz。

我们知道，不同的行、场频率，需要不同的S校正电容和模拟量参数（如水平、垂直幅度，水平、垂直中心，梯形失真，桶形失真等）。因此，正确的识别行、场频率是显示器程序首先 要解决的问题。

2 自动使用合适的模拟量参数

手调显示器在显示适配卡的显示模式发生变化时，需要用户重新调整相应的电位器来改变各种模拟量，以取得较满意的显示效果。频繁地调整电位器不但极为繁琐，而且易造成旋钮损坏。电调显示器在改变显示模式时，自动使用合理的参数。一般的顺序如下： 用户最近一次对该显示模式设置的参数（用户模式参数）；

出厂时生产厂家预置的参数（工厂模式参数）；

缺省参数；

对用户而言，一旦调整满意，使用过程中即无须改动，且调节过程比手动调节精确、可靠。

生产厂家在显示器出厂前，对一些常见的显示模式进行了预先调整，这样可以保证显示器在进入用户手中时，对于大多数常见的显示模式都能显示比较满意的效果。在生产过程中，通过按下某几个特定键的组合，显示器进入工厂模式状态，输入标准的VGA 信号，调整到满意的显示效果，显示器自动记录下该显示模式下各参数值。输入多个VGA信号，记录下的一组数据即工厂模式参数。常见的显示模式如图1：

图1

缺省参数是指在用户模式参数和工厂模式参数中都无法找到合适的显示模式参数时所采用的参数。

3 节能和保护

电调显示器一般都支持节能方式，这是与新的符合能源之星标准的计算机主机板相配合的。同时，象WINDOWS95这样的流行的操作系统平台也对节能做了很好的支持，具体可参考PC98、PC99规范。

通常在这方面对显示器的要求是：输入VGA信号在只有一路行同步信号或场同步信号时，显示器处于待机/挂机状态（SUSPEND状态），高压电路关闭，灯丝处于预热状态；输入VGA 信号丢失两路同步信号时，显示器处于离机状态（OFFMODE状态），除了同步检测电路外，显示器的其它电路停止工作。整机功耗只有几瓦，具体数据取决于显示器规格。

MCU还对行、场频过高，高压过高进行了保护处理。对于手调显示器，当输入信号行、场频过高时，会出现不同步而产生的花屏现象，既不美观，对机内元件也有一定伤害。电调显示器在行、场频率过高时，会自动进入离机状态。

另外，电调显示器由MCU检测行高压，控制X射线保护电路

4 OSD

新的电调显示器一般都具备OSD功能，通过它提示用户对各项参数进行调整。显示内容常见的有行频、场频值、模拟量调整时的百分比进度。模拟量一般包括亮度、对比度、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、 实现

摩托罗拉公司的8位MCU MC68HC05BD3是专为显示器控制设计的微控制器，适合显示器控制的主要特点在于它内置了一个同步信号处理器（SYNC SIGNAL PROCESSOR）和多路PWM（PULSE WIDTH MODULATION）输出。前者可以直接接收来自于VGA电缆的行、场同步信号，把其处理成适合扫描电路使用的TTL电平。内置的两个专门寄存器返回了两个计数值，一个表示场频，另一个表示每场的扫描行数。简单的计算即可得出行频值：

行频=场频 X 每场扫描行数

MC68HC05BD3另有两个位标志指示两路同步信号的有无。

I/O管脚经过配置，最多可产生16路8位PWM输出，能够满足模拟量调节。

OSD的实现使用了摩托罗拉公司的专用OSD芯片MC141543。该芯片内置了128个常用字符，包括字母、数字以及用于模拟量调整用的提示符，如表示亮度的 ，表示对比度的 等，满足了OSD显示的要求。

通过IIC总线，微控制器可以向MC141543编程，控制显示的内容、字符位置、字符大小、颜色等参数，形成一个完整的OSD菜单，其数据传输格式有三种：