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计算机接口技术本讲稿第一页，共三十八页一、概一、概 述述 n显示器的种类：n单色显示器：黑白显示器。每屏可显示一定数量的字符，字符由点阵组成。显示属性有加亮、闪烁、和反底属性。n彩色显示器n字符工作方式：每屏可显示一定数量的字符n图形工作方式：可以显示字符，也可显示图形。其分辩率由每帧的线数及每线的点线决定。n可工作于黑白或彩色模式，因此可具有加亮、闪烁、反底或多种底色或多种显示色的属性。本讲稿第二页，共三十八页二、的工作原理（）二、的工作原理（）n基本原理n视频信号或图像信号通过加在阴极射线管的电子枪上，来发射、形成一定能量的电子束，射到荧光屏上产生一定亮度的亮点，来显示字符和图形。n黑白：仅有一个电子束n彩色：红，绿，蓝三个电子枪，通过与亮度信号的组合，可以得到多种颜色。本讲稿第三页，共三十八页二、的工作原理（）二、的工作原理（）n光栅扫描：n通过一定的磁场作用，使电子束从屏幕的左上角沿着略微倾斜的水平方向由左到右匀速地扫描，到达屏幕右端之后，立即回到左端下一线位置，再匀速地向左扫描，直到扫到右下角，又快速返回屏幕的左上角，这种电子束由左到右，从上到下有规律地周期运动，留下一条条扫描线形成光栅，因此，称为光栅扫描。n电子束的移动由磁场控制。n水平偏转线圈n垂直偏转线圈n扫描信号和图像信号的时间配合由同步信号来实现n回扫过程中的消隐信号本讲稿第四页，共三十八页二、的工作原理（）二、的工作原理（）n扫描方式：n逐行扫描：n隔行扫描：n显示刷新频率：n帧频：Hz本讲稿第六页，共三十八页三、的信号三、的信号n数据信号：n视频信号：决定扫描光束的强弱，使屏幕上出现亮点和暗点。n控制信号：n同步信号：控制扫描频率n消隐信号：在回扫期间，使电子枪不发射电子束。n综合视频信号：nCRT控制系统将图像信号与消隐信号合成一个综合的视频信号。本讲稿第七页，共三十八页三、三、CRT的时钟脉冲的时钟脉冲n帧频：Hz水平扫描频率：50X256=12.8KHz基本字符频率：100X12.8KHz=1.28MHz象点频率：8X1.28MHz=10.24MHzn点时钟频率：与象点频率相同，是控制系统的主时钟，用来控制视频移位寄存器的串行数据的移位输出。字符时钟：由点时钟频率进行八分频。与字符显示同步的时钟信号。用来控制视频移位寄存器装入一个字符。水平同步脉冲：由字符时钟进行分频，对应于每条扫描线 帧同步脉冲：由水平同步脉冲进行分频，对应于每一帧。本讲稿第八页，共三十八页四、显示器控制系统（）四、显示器控制系统（）n字符显示的基本原理：当工作在字符工作方式下：字符可由点阵构成，如或点阵。见图示。字符的码存放在显示存储器中；字符发生器中的只读存储器保存着字符集中的所有字符的点阵，则某字符的点阵由字符发生器产生。nCRT显示终端本身就是一个含有CPU的控制系统。它包括了位的微处理器、显示存储器、字符发生器、移位寄存器和CRT控制器、视频混合器、键盘编码器、串行接口。系统结构图：本讲稿第九页，共三十八页四、显示器控制系统（）四、显示器控制系统（）n显示存储器：用来存放要显示字符的ASCII码。nCPU将要显示的字符存入显示存储器nCRT控制器从显示存储器中读取显示字符数据。n字符行缓冲存储器：nCRT与CPU对显示存储器的争用n规定只有在CRT系统回扫时，CPU才能访问显示存储器。这种方式下，显示画面较稳定，但影响了CPU效率。n规定CPU访问级别高，CPU可随时访问显示存储器，提高了处理速度，但会对显示画面造成干扰。n分时访问，CPU的效率及对画面的干扰情况介于上面两种情况之间，要求显示存储器的速度较高。本讲稿第十二页，共三十八页四、显示器控制系统（）四、显示器控制系统（）n字符发生器：存放了每个ASCII码的显示字型码。可以将输入的字符的ASCII码转换成点阵形式。n工作原理：图示n移位寄存器：将字符发生器输出的字符的某行点阵（并行数据），转换成串行数字输出。本讲稿第十三页，共三十八页四、显示器控制系统（）四、显示器控制系统（）n一个字符的显示过程：n访问显示存储器，找到该字符的ASCII码；n通过字符发生器，将字符的ASCII码转换成点阵码输出；n将并行格式的点阵码送视频移位寄存器，转换成串行数据流，通过视频混合器与消隐信号合成后，送显示器。本讲稿第十五页，共三十八页五、五、CRT与主机的连接与主机的连接n主机与CRT之间通过一个串行的异步通信接口连接。nTxDnRxDn地线n一般情况下，主机发送数据时，先查询串行接口的发送缓冲器是否为空，如为空，则发送数据。n调整主机串行口的波特率与的波特率进行匹配，可以在主机和之间进行数据的无条件传送。本讲稿第十六页，共三十八页输出时钟脉冲的频率：工作时钟频率时间常数波特率波特率因子发送时钟本讲稿第十七页，共三十八页本讲稿第十八页，共三十八页六、可编程六、可编程CRTC（）（）nCRTC的结构：包括一些寄存器和计数器。n点时钟计数器：对基本时钟进行计数，结果与字符宽度寄存器进行比较。n字符计数器：对当前扫描线中已经扫描的字符计数，结束一行的扫描时，将产生扫描线时钟、同步脉冲。n字符高度计数器：对当前字符行已扫描的线数计数。结果与字符行额定线数比较，可产生字符行计数器的进位脉冲。n字符行计数器：对当前一帧中已经显示的字符行数计数，结果与每帧额定字符行数比较，表示一帧显示的结束。n帧扫描线计数器：对一帧中已经扫过的扫描线计数，结果与垂直同步开始寄存器比较，产生垂直同步信号；与每帧额定扫描线比较，以开始新的一帧的扫描。本讲稿第十九页，共三十八页六、可编程六、可编程CRTC（）（）nCRTC的功能：n输出各种信号和地址信息。n同步信号、消隐信号n字符行缓冲器、显示存储器、字符发生器的地址n光标控制：记录和控制光标位置，进行光标指示。n滚行：指将屏幕显示内容向上或向下调整。n硬件滚行：将要显示的文本保存在CRT控制系统的显示存储器中，可任意选取其中一块内容显示到屏幕上。此种方式要求显示存储器较大，可存放几帧的显示内容。n软件滚行：滚行时，将需要显示的内容从主机传输到显示存储器中，按屏幕位置调整显示存储器中的内容。也就是通过传送指令，将新的显示内容写到显示存储器中。本讲稿第二十页，共三十八页六、可编程六、可编程CRTC（）（）nMC6845的使用n输出信号 n功能结构 n内部寄存器 n使用实例 本讲稿第二十一页，共三十八页七、七、IBM PC/XT的显示器接口板的显示器接口板n单色显示器接口板 n彩色显示器接口板 本讲稿第二十八页，共三十八页单色显示器接口板单色显示器接口板n结构nMC6845n4K字节的显示存储器 n8K字节的字符发生器n功能:将待显示的字符内容转换成相应的视频输出信号送显示器。n端口:16个端口nMC6845:地址索引寄存器和数据寄存器nCRT显示端口：控制和状态端口n打印机端口：数据、控制和状态端口本讲稿第二十九页，共三十八页彩色显示器接口板彩色显示器接口板n结构n工作方式n端口n使用编程本讲稿第三十二页，共三十八页结构结构nMC6845n方式选择寄存器：决定显示器接口板工作方式n显示存储器(16K)：B8000BC000H n字符发生器(8K)n定时器n彩色编码器：将点阵码与配色器输出产生相应的三基色，送彩色显示器。本讲稿第三十三页，共三十八页工作方式工作方式n字符方式：n显示存储器存放ASCII码，通过转换成对应的点阵码，最终输出串行视频信号送显示器。n显示存储器按在屏幕上显示的位置存放相应的字符的ASCII码及其属性。n图形方式n显示存储器存放的是显示图形的显示代码，可直接将显示存储器的内容送串行化电路，经彩色编码器输出显示信号。n屏幕上个象点对应于显示存储器中相应的若干个二进制数位。本讲稿第三十四页，共三十八页端口端口本讲稿第三十五页，共三十八页使用编程（）使用编程（）n初始化：对MC6845内部寄存器预置参数。n字符行行n字符行行n图形方式n对MC6845内部寄存器设置时两个步骤：n设置地址索引器值，输出要读写的内部寄存器号。（3D4H或3D0H）n设置内部寄存的值.(3D5H或3D8H）本讲稿第三十六页，共三十八页使用编程（）使用编程（）n设置工作方式:n通过对方式选择寄存器（位只写寄存器）设置来决定系统工作在何种方式下。n端口号：3D8Hn设置彩色：n对彩色选择寄存器（位只写寄存器）进行设置，来确定其背景的颜色和亮度等n端口号：3D9Hn对状态读出：n读出状态寄存器（位只读寄存器）的值，可反映接口板的工作状态。n端口号：3DAH本讲稿第三十七页，共三十八页使用实例（）使用实例（）本讲稿第三十八页，共三十八页