液晶显示器微控制器电路介绍

　　
　　由图可见，一个 基本的微控制器主要由下列几部分组成：
　　
　　(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的接收和执行指令、各种控制功能、辅助功能都是在cpu的管理下进行的。同时，cpu还要担任各种运算工作。
　　
　　(2)存储器
　　
　　微控制器内部的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的中间数据。在微控制器工作过程中，这些数据可能被改写，所以ram中存放的内容是随时可以改变的。
　　
　　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的要求，应用指令系统中所包含的指令，编成一组有次序的指令集合。所谓数据就是微控制器工作过程中的信息、变量、参数、表格等。
　　
　　总结与提高：液晶显示器的微控制器电路分为两种情况。
　　
　　a．mcu外部未设置eeprom存储器。对于此类微控制器电路，程序和数据（用户数据、工厂模式数据等）都存储在mcu内部的rom中(实际上，mcu内部为eeprom)。
　　
　　这些程序、数据在断电时不会消失，一般也不能更改，除非用编程器对mcu重新编程。
　　
　　b．mcu外部设置一片eeprom存储器。对于此类微控制器电路，程序存储在mcu内部的rom中，数据（用户数据、工厂模式数据等）存储在mcu外部的eeprom中。

　　c．更换驱动板时，经常会提到“擦除、编程、烧写”等概念，所针对的都是eeprom存储器中的数据，而不是程序。对于情况(a)“擦除、编程、烧写”的是mcu内部eeprom存储器中的数据；对于情况(b)，“擦除、编程、烧写”的是mcu外部eeprom存储器中的数据。
　　
　　(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的控制电路。由于外部电路、设备的电平大小、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兼容的（即不能直接与cpu连接）。这些外部的电路和设备只有通过输入/输出接口的桥梁作用，才能进行信息传输，使cpu与外部电路、设备之间协调工作。
　　
　　输入/输出接口种类繁多，不同的外部电路和设备需要相应的输入/输出接口电路，可利用编程的方法具体确定接口的工作方式、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/输出接口的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的驱动电流，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iic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 简单的电气接口，与外部电路、设备进行串行通信时只需使用较少的信号线。在液晶显示器中，i2c总线接口电路是串行iic总线接口电路。
　　
　　(4)定时器/计数器
　　
　　在微控制器的许多应用中，往往需要进行精确的定时和产生方波信号，这由定时器/计数器电路来完成。有的定时器还具有自动重新加载的能力，这使得定时器的使用更加灵活方便，利用这种功能很容易产生一个可编程的时钟。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，可从指定的输入端输入脉冲，计数器对其进行计数运算。
　　
　　(5)系统iic总线
　　
　　微处理器的上述四个基本电路之间通过地址i2c总线(ab)、数据iic总线(db)和控制iic总线(cb)连接在一起，再通过输入/输出接口与微处理器外部的电路联系起来。

　　2．按键输入电路
　　
　　用户对液晶显示器的参数进行调整，是通过按键来进行操作的。按键的实质是一些小的电子开关，具有体积小、重量轻、经久耐用、使用方便、可靠性高的优点。按键的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可识别出不同的按键信号，然后去控制相关电路进行动作。
　　
　　3．同步信号处理电路
　　
　　在mct内部电路中，一般设置有同步信号处理电路，它根据输入的行、场同步信号，在其他相关电路的配合下，可完成以下几项工作：
　　
　　(1)识别显示模式
　　
　　显示模式(displaymode)是计算机中常用的一个概念，是指计算机所运行的软件对显卡的操作方式，主要规定了分辨率的大小、是图形显示方式还是字符显示方式，能显示颜色的数量等。计算机运行的软件会自动选择所需的显示方式，也可由用户自己选择所喜欢的显示模式，如果单从分辨率的角度而言，对于目前大部分的应用软件，都可以在不同的分辨率下工作。
　　
　　对于crt显示器，具体选择在哪种分辨率下工作，由个人的爱好及显示器所能提供的 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 佳分辨率（固有分辨率），这是由液晶的结构所决定的，只有当液晶显示器工作在 佳分辨率下时，才能显示出 佳的效果。如果输入到液晶显示器的分辨率高于或低于 佳分辨率，则要在主控电路中进行图像的缩放处理。例如．液晶屏的固有分辨率是1024×768，当输入800×600/60hz的信号时，经转换后，输出1024×76860hz的信号；当输入800×600/75hz信号时，经转换后输出1024x768/75hz的信号。

　　(2)控制节能电路
　　
　　液晶显示器具备节能、省电功能。对于从vga输入信号的液晶显示器，能否进入节能状态，是mcu根据输入的行、场同步信号进行判断的，当行、场同步信号都有时，液晶显示器为正常状态；当行、场同步信号缺一或全无时，mcu控制相关电路处于节能状态，达到降低功率的目的。
　　
　　对于从dvi数字接口输入信号的液晶显示器，能否进入节能状态，是由驱动板上一块称为tmds（ 小化传输差分信号）接收器的电路完成的(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，主机会控制内部的tmds发送器停止输出，此时，液晶显示器内部的tmds接收器由于收不到tmds发送器发送的信号，会将检测的结果告知mcu，再由mcu去控制相关电路处于节能状态，达到降低功率的目的。
　　
　　4．开关量控制电路
　　
　　所谓微处理器的开关量，就是输入到mcu或从mcu输出的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输出的是pwm脉冲信号，经外围rc等滤波电路滤波后，可转换为大小不同的直流电压，该直流电压再加到负载电路上，对负载进行控制。
　　
　　mcu输出的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-般设有iic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的数量，使控制电路大为简化。
　　
　　6.iic总线控制电路
　　
　　iic总线是由飞利浦公司开发的一种总线系统。
　　
　　iic总线系统问世后，迅速在家用电器等产品中得到了广泛的应用。微控制器电路上的iic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iic总线系统的核心，iic总线由mcu引出，液晶显示器中很多需要由mcu控制的集成电路都可以挂接在iic总线上，mcu通过iic总线对这些电路进行控制。
　　
　　7．节能电路介绍
　　
　　由于液晶显示器是整个微型计算机系统中消耗功率较多的部件之一，因此，一般要求显示器应具有绿色节能功能。例如，在键盘较长时间内没有字符输入时，计算机主机控制显示器相关电路停止正常工作，或者使显示器电源电路进入休眠状态，这样可以使显示器消耗的功率减到很小，以达到节能的目的。
　　
　　目前生产的各种计算机和液晶显示器都设计有绿色节能功能。绿色节能显示器必须满足“能源之星(en-ergystar)”协议。该协议是由美国环保署所颁布的，协议规定：显示器在非正常工作状态时的功耗不能超过30w。该协议是一个粗糙的nutek/tco节能建议条例，是根据瑞典有效能源部门和贸易联合会联盟的协议制定的，其目的是限制省电时功耗降至1w。目前，达到能源之星和nutek/tco要求的设计方案为vesa（视频电子标准协会）的dpms（显示器电源管理控制信号）标准。符合这些标准的显示器都具备电源管理系统。它是指当用户长时间开机且不使用时，显示器会自动转入节电的状态，屏幕上无任何显示。要实现这一点，除了显示器要具备这一功能外，主机也要具有相应的功能，两者之间须相互配合。
　　
　　(1)从vga接口接收模拟信号电源管理系统
　　
　　显示器输入模拟信号时，目前采用电源管理系统dpms(displaypowermanagementsignal),dpms是由视频电子委员会(vesa)提出的显示器件电源管理标准。一般的显示器件都能符合该标准，通常有四级电源管理模式：正常(normal)、待机(standby)、挂起(suspend)和关闭(turnoff)。它主要是根据计算机主机的工作状况，设置主机显卡输出行、场同步信号的有无，显示器则根据输入行、场同步信号的组合情况对整机耗电进行控制。
　　
　　①正常工作状态：显示器被激活，并得到两个同步信号，进入正常字符、图形显示状态。
　　
　　②待机状态：此时显卡只输出场同步信号，而停止输出行同步信号，功率消耗减少20%。
　　
　　③挂起状态：显卡输出行同步信号，而不输出场同步信号。此模式根据能源之星要求功耗应该小于30w。
　　
　　至于全屏幕亮度恢复正常的时间，基本要求不大于5s。
　　
　　④关闭状态：此时显卡同时停止输出行、场同步信号，使显示器“黑屏”，并切断几乎全部的电源输出，有的甚至使显示器的电源电路都处于间歇振荡状态，以尽可能地节约功耗。
　　
　　dpms规定关闭电源时的 大功耗为8w，大多数达到要求的显示器都不超过5w，在关闭状态下，显示器恢复的时间较长，一般在20s左右。
　　
　　目前，大部分液晶显示器并没有设置以上四种状态，大多只设置其中的两种或三种（正常状态和关闭状态是必须设置的）。为简化分析，在介绍节能电路时，如果不做特殊说明，一般将“待机状态”、“挂起状态”或“关闭状态”都称为“节能状态”。
　　
　　(2)从dvi接口接收数字信号电源管理系统
　　
　　由以上介绍可知，从vga接口接收模拟信号时，液晶显示器是根据输入的行、场同步信号的有无来进行电源管理的，那么，当液晶显示器从dvi（数字视频接口）数字接口输入信号时是如何识别的呢？在液晶显示器中，对于dvi数字信号的检测，一般都是通过tmds接收电路（安装在液晶显示器的驱动板上）来进行的，当tmds接收到的de信号停止时间超过1s，或者tmds时钟信号频率低于22.5mhz的持续时间超过1s时，液晶显示器驱动板上的tmds接收电路都会向驱动板上的mcu输出一个标识信号(常称为scdt)，mcu会认为dvi接口中没有传输数字视频信号，可根据此标识信号进行电源管理。

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