液晶显示器微控制器电路介绍

　　前已述及，微控制器电路主要由MCU、按键输入电路、存储器（数据存储器EEPROM和DDC存储器）、同步信号处理电路、开关量控制电路、模拟量控制电路、I2C总线控制电路等几部分组成。下面对这些电路进行简要分析和介绍。

1．MCU
　　液晶显示器中，大都采用以51单片机为内核之微控制器，它把可开发之资源（ROM、I／O接口等）全部提供给显示器生产厂家，厂家可根据应用之需要来设计接口和编制程序，因此适应性较强，应用较广泛。图1所示是微控制器硬件组成框图。
　　由图1可见，一个最基本之微控制器主要由下列几部分组成：

　　图1 微控制器硬件组成方框图

　　（1）CPU（中央处理器）
　　CPU在微控制器中起着核心作用，微控制器所有动作指令之接收和执行指令、各种控制功能、辅助功能都是在CPU之管理下进行之。同时，CPU还要担任各种运算工作。

　　（2）存储器
　　微控制器内部之存储器包括两个部分：
　　 ①随机存储器RAM：用来存储程序运行时之中间数据。在微控制器工作过程中，这些数据可能被改写，所以RAM中存放之内容是随时可以改变之。

　　②只读存储器ROM：用来存储程序和固定数据。所谓程序就是根据所要解决问题之要求，应用指令系统中所包含之指令，编成一组有次序之指令集合。所谓数据就是微控制器工作过程中之信｀氪、变量、参数、表格等。

　　（3）输入输出（I／O）接口
　　输入／输出接口电路是指CPU与外部电路、设备之间连接通道及有关之控制电路。由于外部电路、设备之电平大小、数据格式、运行速度、工作方式等均不统一，一般情况是不能与CPU兼容之（即不能直接与CPU连接）。这些外部之电路和设备只有通过输人／输出接口之桥梁作用，才能进行信息传输，使CPU与外部电路、设各之间协调工作。

　　输入／输出接口种类繁多，不同之外部电路和设备需要相应之输人／输出接口电路，可利用编程之方法具体确定接口之工作方式、功能和工作状态。

　　输入／输出接口可分成两大类：

　　①并行输入／输出接口：并行输入／输出接口之每根引线可灵活地选作输入引线或输出引线。有些输入／输出引线适合于直接与其他电路相连，有些接口能够提供足够大之驱动电流，使与外部电路和设备接口时使用起来非常方便。有些微控制器允许输入／输出接口作为系统总线来使用，以外扩存储器和输入／输出接口芯片。在液晶显示器中，开关量控制电路和模拟量控制电路都是并行输入／输出端口。
　　
　　②串行输入／输出接口：串行输入／输出接口是最简单之电气接口，与外部电路、设各进行串行通信时只需使用较少之信号线。在液晶显示器中，I2C总线接口电路是串行总线接口电路。
（4）定时器／计数器

　　在微控制器之许多应用中，往往需要进行精确之定时和产生方波信号，这由定时器／计数器电路来完成。有之定时器还具有自动重新加载之能力，这使得定时器之使用更加灵活方便，利用这种功能很容易产生一个可编程之时钟。此外，定时器还可作为一个事件计数器，当工作在计数器方式时，可从指定之输入端输入脉冲，计数器对其进行计数运算。

　　（5）系统总线
　　微处理器之上述四个基本电路之间通过地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）连接在一起，再通过输入／输出接口与微处理器外部之电路联系起来。

2．按键输入电路
　　用户对液晶显示器之参数进行调整，是通过按键来进行操作之。按键之实质是一些小之电子开关，具有体积小、重量轻、经久耐用、使用方便、可靠性高之优点。按键之作用就是使电路通与断，当按下开关时，按键电子开关接通：手松开后，按键电子开关断开。MCU可识别出不同之按键信号，然后去控制相关电路进行动作。

3．同步信号处理电路
　　在MCU内部电路中，一般设置有同步信号处理电路，它根据输人之行场同步信号，在其他相关电路之配合下，可完成以下几项工作：

　　（I）识别显示模式
　　显示模式（Displa。y Mode）是计算机中常用之一个概念，是指计算机所运行之软件对显卡之操作方式，主要规定了分辨率之大小、是图形显示方式还是字符显示方式，能显示颜色之数量等。计算机运行之软件会自动选择所需之显示方式，也可由用户自己选择所喜欢之显示模式，如果单从分辨率之角度而言，对于目前大部分之应用软件，都可以在不同之分辨率下工作。对于CRT显示器，具体选择在哪种分辨率下工作，由个人之爱好及显示器所能提供之最高分辨率决定。而对于液晶显示器则有所不同，因为每台液晶显示器都有一个最佳分辨率（固有分辨率），这是由液晶之结构所决定之，只有当液晶显示器工作在最佳分辨率下时，才能显示出最佳之效果。如果输入到液晶显示器之分辨率高于或低于最佳分辨率，则要在主控电路中进行图像之缩放处理。例如，液晶屏之固有分辨率是1024×768，当输入800×600 ／60Hz之信号时，经转换后，输出1024×768 60Hz之信号；当输入800×600／75Hz信号时，经转换后输出1024×768／75Hz之信号。

　　（2）控制节能电路工作
　　之集成电路都可以挂接在I2C总线上，MCU通过I2C总线对这些电路进行控制。液晶显示器具备节能省电功能。对于从VGA输入信号之液晶显示器，能否进入节能状态，是MCU根据输人之行场同步信号进行判断之，当行场同步信号都有时，液晶显示器为也很状态；当行场同步信号缺一或全没有时，MCU控制相关电路处于节能状态，达到降低功率之目之。

　　对于从DVI数字接口输入信号之液晶显示器，能否进入节能状态，是由驱动板上一块称为TMDS接收器之电路完成之（TMDS接收器大都集成在主控芯片中）。当计算机长时间未工作时，主机会控制内部之TMDS发送器停止输出，此时，液晶显示器内部之TMDS接收器由于收不到TMDS发送器发送之信号，会将检测之结果告知MCU，再由MCU去控制相关电路处于节能状态，达到降低功率之目之。

　　4．开关量控制电路
　　所谓微处理器之开关量，就是输人到MCU或从MCU输出之高电平或低电平信号，主要有脱机检测信号（输入）、指示灯控制信号（输出）、背光灯开启／关闭信号（输出）、输入信号选择控制信号（输出）等。

　　5．模拟量控制电路
　　MCU模拟量控制信号是指MCU输出之是PWM脉冲信号，经外围RC等滤波电路滤波后，可转换为大小不同之直流电压，该直流电压再加到负载电路上，对负载进行控制。

　　MCU输出之模拟量控制信号主要有：亮度控制信号、对比度控制信号等。由于MCU一般设有I2C总线控制脚，很多控制信息均由MCU通过总线进行控制，因此，可大大减小模拟量控制信号之数量，使控制电路大为简化。

　　 6．I2C总线控制电路
　　I2C总线是由飞利浦公司开发之一种总线系统。I2C总线系统问世后，迅速在家用电器等产品中得到了广泛之应用。微控制器电路上之I2C总线由两根线组成：一根串行时钟线（SCL）和一根串行数据线（SDA）。MCU利用串行时钟线发出时钟信号，利用串行数据线发送或接收数据。

　　MCU是I2C总线系统之核心，I2C总线由MCU引出，液晶显示器中很多需要由MCU控制