LCD显示器电路原理解说.pdf

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1、第 1 页 共 18 页 LCD 显示器电路原理解说 一、LCD 电源板的工作原理：1.LM2596 系列有 LM2596S-3.3 LM2596S-5.0 LM2596S-12.LM2596S-ADJ 功能脚：PIN1.VIN:最大输入电压为 40V.PIN2.OUT:5V.3.3V.12V可调整 1.2V-37V 电压输出.PIN3.GND PIN4.Feedback 检 测 电 压 输 出 波 动、改 变PIN4电 压 可 改 变 输 出 电 压。Vout=Vref(1+R2/R1)Vref=1.25V PIN5.ON/OFF 控制。当 Pin5 电位1.3 时 OFF。2.AIC108

2、4-33C 输出+3.3V。功能脚:PIN1.GND PIN2.Vout PIN3.VIN 特殊用法：改变 PIN1 的对地电压即可改变输出电压。Vout=Vout=Vref(1+R2/R1)Vref=1.25V 3.3842 构成稳压源输出+12V。AOC 液晶显示器为适用于世界不同国家与地区的交流电压种类和频率的需要，其稳压电源电路都采用 UC3842PWM 脉宽调制型开关电源集成控制器。UC3842 的工作原理:7 脚为电压输入端，其启动电压范围为 1630V，在电源启动时，如果 Vcc小于 16V 时输入电压施密特比较器输出为 0，此时无基准电压产生，电路不工作，当 Vcc 大于 16

3、V 时，输入电压施密特比较器高电平到 5V 基准稳压器，产生 5V 基准电压，此电方面供内部电路工作，另一方面通过 8 脚向外部提供参考电压。当施密特比较器翻转为高电平（即 IC 启动之后），Vcc 可以在1034V 范围内变化而不影响的工作状态，当 Vcc 低于 10V 时，施密特比较器又翻转为低电平，电路停止工作。当基准稳压源有 5V 基准电压输出时，基准电压检测逻辑比较器即送出高电平信号到输出 电路，同时，振荡器将根据 4 脚外接 Rt、Ct 的参数振荡信号，引信号一路直接加到图腾柱式电路的输入端，另一路加到 PWM 脉冲宽度控制器 RS 触发器的置位端，RS 型 PWM 脉宽调制器的

4、R 接电流检测比较器输出端，R 端为占空比调节控制器，当 R 电压上升时，Q 输出端脉冲加宽，同时 6 脚送出脉冲也加宽（占空比增大）；当 R 电压下降时，Q 输出端脉宽变窄，同时 6 脚送出的脉冲变窄（上空比减小）。2 脚一般接输出电压取样信号，也称反馈信号，当 2 脚电压上升时，1 脚电压将下降，R 端随之下降，从而脉宽变窄；反之 6 脚脉冲变宽。3 脚为电流传感端，通常在功率管的源极式发射极串入一小阻值的取样电阻，将流过开关管的电流转换为电压，并将此电压引入 3 脚，当负载短路或其它原因引起功第 2 页 共 18 页 率管电流增加，并使取样电阻的电压超过1V 时，6 脚输出被关掉。1、稳

5、压原理:由 R936、R937 构成对输出电压的取样，取样电压的改变将引起 IC905 K 端电压的变化，这种变化通过 IC903 的有传输，使 IC901 2 脚电压随之变化，从而改 IC901 6 脚输出的脉宽而改变输出电压的目的。稳压的过程是一个负反馈过程，即输出电压发生升高时，反馈使 IC901 输出脉冲宽度变窄，从而达到降低输出电压的目的，达到稳压作用。TL431的内部含有一个 2.5V 的基准电压，所以当在 REF 端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。如图 3 所示的电路中，当 R1 和 R2 的阻值确定时，两者对 Vo 的分压引入反馈，若 Vo

6、 增大，反馈量增大，TL431 的分流也就增加，从而又导致 Vo 下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在 VI 等于基准电压处稳定，此时 Vo=（1+R1/R2）Vref。选择不同的 R1 和 R2 的什可以得到从 2.5V 到 36V 范围内的任意电压输出，特别的，和当 R1=R2 时。Vo=5V.需要注意的是，在选择电阻时必须保证 TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于 1mA。2.保护电路：使电路输出端关闭有两种方法 1)将 3 脚电压上升 1v 以上.2)将 1 脚电压下降 1v 以下 上述两种情况都是电流测定比较器输出高电平，PWM 锁存器复位关闭了输出端，直到下一个时钟

7、脉冲将 PWM 锁存器位置为止。1.过压保护：当取样误差放大或脉宽调整等电路发生故障时，由于开关调整 Q02 导通时间过长会引起输出电压急剧上升，输出电压过高会使负载过压而损坏，电源必须停止工作，这里用D03 2ENER管设定检测点，当 C04 两端电压超过20v 时稳压管奇纳特性可控硅V01 被触发导通，从而使 3842Pin1为 0v。2.过流保护：当负载短路，开关调整管 Q02 导通时间及电流增大，很容易因过流损坏，过流保护取样电阻由 R09 组成，当负载短路时流过 Q02、R09 电流增大，R09 两端压降升增大，当3442Pin3 升高到 1v 以时保护动作。3.软启动回路：驱动脉冲

8、逐渐增加宽度到设定值，使输出电压慢慢建立这个过程叫软启动。为了限制启动电流，必须使启动中导通占空比慢慢增加，VC3842Pin1 就是决定导通占空比大小的，软启动电路是由 Q01、G1、D02、R13 组成电源启动时 VC3842Pin8 5v 基准电压，经的 R13对 C11 充电，控制 Q01 导通量，使 3842Pin1 电压缓慢升高。4.开关干扰抑制：在反激励变换器中，开关调整管 Q02 由饱和转向截止时，由于输出端的整流二级管 D13 存在着截止转为导通恢复时间，再加上变压器的漏感等，会使开关管的集电板与发射极间出现过冲，这个尖峰脉冲不仅会造成干扰，而且有击穿开关管，另外由于漏感，引

9、线电感和分布电容的存在，将在电路中产生振铃干扰。在 80AL15-3-LI 电源板中采取以下措施，使干扰减少：在电源输入端加装一个滤波器，滤波器由电感T01 与电容 C01、C27、C26第 3 页 共 18 页 组成，用它防止开关电源高次谐波通过电网干扰其它设备和防止外部用电设备对开关电源干扰,在变压器 T02 4、5 两端并一个缓冲网络由 D01、C06、R03 组成，Q2 导通时 Vu 电压加在T02 4、5 上，由于 D01 反偏阻止 C06 的充电，所以 VC06=0，当 Q2 关断时，由于反激作用，Q2 集电极电压快速上升，但由于 D01 此时有正偏压而导通，即 Q2 集电极电压对

10、 R03、C06 分流，VC06 电压逐渐上升，而且错位在 2Vs 数值上，从而把 Q2 集电极上升的尖峰电压的顶部削，在周期的剩下的时间里，随着 R03 放电电流减小，C06 的电压降会返回到原来值，多作的反激电能会被 R06 消耗掉.二、INVERTER（升压）板工作原理：产生 Panel 灯管所需启动时 1600V 高压和正常工作时 600V700 电压。1.CON1 各脚功能：1)pin1 为+12V 电源输入脚（Vin）。2)pin2 为接地脚（GND）。3)pin3 为软开关也称为背景灯开关（ENB）脚(Blalk Hight-EN)。正常工作状态下 CPU Pin8 输出高电位，

11、使 Q1、Q2 导通，12V 电源输入 U1 的 Pin2 U1 进入工作状态，Panel 背景灯亮，当切换画面或进入节能状态时，CPU Pin8 变为低电平，Q1、Q2 截止，U1 供电断开，Panel 背景灯关掉。4)pin4 为 Panel 亮度控制输入脚。5)Pin5 为空脚。2.U1 各脚功能：1)Pin1 为 PWM 输出脚。2)Pin2 为 IC 电源+12V 供电输入脚。3)Pin3 为比较输出脚。4)Pin4 为 INVERTER 电源输出反馈脚。5)Pin5 为电路短路保护脚。6)Pin6 为死区时间控制脚。7)Pin7 为振荡器外接电阻脚。8)Pin8 为接地脚。3.TL

12、5001 工作原理：1)INVERTER 输出反馈：TL5001 第 4 脚为 INVERTER 输出反馈电路，反馈回路由 R17、R18、D3、C5、R5 构成，负载信息通过该回路取样反馈到 IC 内部的比较器。空裁保护：当 CON3 和 CON2 没有接 Panel 背景灯管负载时，TL5001 第 4 脚没有反馈电压，这时 IC 内部误差放大器输出为高电位，即 Comp(IC Pin3)为高电位，并超出 DTC 电压值，使输出关掉，即 IC Pin1 PWM 输出关掉，同时，由于 Comp 电位的升高，通过内部电路 SCP comparator1 的比较，使输出为低电位，内部基准 2.5

13、V 为 SCP 外接电容充电，当电位升到大于 1V 时，SCP comparator2 动作也同样使输出关掉。2)DTC（dead tine control）死区时间控制：TL5001 第 6 脚为 DTC，该脚电位取决于外接电阻（IC 内部一个恒流源在 DTC 外接形成固定电压）。3)OSC 振荡器：TL5001 内部集成一个振荡频率从 20k500K 的可以改变振荡频率的振荡器，振荡频率取决于 IC 第 3 脚 RT 外接电阻，外接电阻从 15K 到 250K。第 4 页 共 18 页 公司 INVERTER 外接电阻为 33K，振荡频率为 185KHZ，振荡三角波 Vpp 值从 0.7

14、到 1.3V 之间，Comp OSC DTC 三路比较生成 PWM 波形，通过改变 flybaeh 的值可以线性的改善 Q3（14431）S 极的输出电压，从而改变 Panel 背景灯的亮度，达到 panel 画面亮度的目的。4)SCP（short circuit protection）:Tl5001 内部有防止输出短路的保护回路，当输出对地短路时，内部基准电压对 SCP 外接电容充电达到 1V 时，关掉 1 脚输出的 PWM。5)UVLO（低电压保护 undervoltage-wckout protection）：TL5001 内部带有低电压保护，当输入供电太低时，保护回路将 PWM 输出关

15、掉。6)Error Crmphfier(误差放大)：TL5001 第 3、4 脚内部带一个误差放大器，4 脚为 FB 反馈信号同误差放大器+端 1V 基准电压比较，输出的 3 脚 COMP 同 4 脚 FB 输入是一种反相的关系，4 脚输入若为线性增大，COMP 输出为线性减小。TL5001第1脚外接的Q4、Q5构成一个推挽放大器，加速Q3的导通，改善PWM的tr时间，Q3（S14431）外接 8 个脚，主要目的为散热作用。4.INVERTER 的其它原理：1)D2、R12、Q6、R9 构成过压保护电路，当负载电压过高时，D2 压穿，Q6 导通，R9 并入 RS，大大降低 DTC 的电压，使

16、ComP 电压远远超过 DTC 值，达到关掉输出之目的。2)高压产生及输出：Q7、Q8 周围元件构成一个振荡，当电路工作时，Q7、Q8 交替导通，产生一个如图 2 的电压波形：y O x 图 2 图 3 该电压小波形频率约为96KHZ，Vpp为12V该电压通过PT1的耦合升压到正常工作Vpp为600700V，该值取决于 PT1 的初、次级的匝数比，级过耦合之后，输的电压波形变为如图 3 该波形频率为 48KHZ为初级波形的 1/2（如图 3）:三、Gm5020 Scaler 简介 gm5020 是一个图形处理芯片，可为 LCD 显示器和其它显示屏提供高质量的图象。它是由三个 ADC，一个 DV

17、I 兼容的 TMDS 接收器，一个高质量的放大和缩小处理电路，画面速率转换器，OSD 控制器，一个微处理器各许多其它的功能组成的一个单芯片设备，此芯片支持各种简单的,灵活的、解决方案，只需极少的外围电路。Gm59020 操作频率可达到 160MZH，对于双接口（模拟与数字）LCD 显示器最理想的使用状态是SXGA 方案。第 5 页 共 18 页 1.Gm5020 的特征：1)放大和缩小图象分辨率 2）画面速率转换 3）集成 DVI1.0 兼容的 TMDS 接收器 4）成高带宽的数字内容保护（HDCP）5）嵌入微处理器，经简化 OSD 的生成 6）芯片通用 OSD 处理功能 7）系统时间与一个外

18、部晶体同步 8）有可编程的伽马校正（CLUT）9）真彩色的间色调整和数字彩色控制 10）调、饱和度、亮度、对比度和伽马控制，适用于RGB 和 YUV 信号 11）PWM 背景灯亮度控制 11）5V 输入公差 12）高质量的先进图象处理器 a)完全可编程的放大/缩小比率 b)独立的水平/垂直放大和缩小 c)各种尖角控制 d)取消波纹 e)可调整的图象处理算法 12）模拟 RGB 输入端口 a)支持 SXGA，最高达到 85Hz b)支持绿色同步（SOG）和混合同步方式 13）DVI 兼容的数字输入端口 a)有一个连接口的单片 TMDS 接收器 b)操作频率可以高达 160MHz c)可直接到所有

19、的 DVI 兼容 TMDS 发送器 d)高带宽的数字内容保护（HDCP）14）数字视频端口 2.时钟选项:gm5020有四个时钟输入,所有其它时钟都是从这中个当中的一个或多个使用直接数字合成技术获得的。1）晶体振荡器输入时钟（TCLK）这输入到内部晶体和对应的逻辑电路。外部连接通过 TCLK和 XTAL 焊点到达振荡器，缺省时，外部连接到一个14.3MHz TV 振荡器。T-CLK 是来自嵌入内部振荡器的输入。IC 内部所有逻辑电路使用 T-CLK 作为参考，其频率在 14MHz24MHz之间。强烈建议使用 14.3M 振荡器，因为缺省时，内部 PLL 和逻辑电路从这里取得参考的时钟频率。也可

20、以使用其它频率的晶体，但必须定制引导程序。在使用晶体振荡器时，TCLK可以从一个单端 TTL/CMOS 输入时钟驱动（例如：用于测试 IC），在这种情况下 XTAL 不接。2）TMDS 差分输入时钟（RC+和 RC-）3)视频时钟（VCLK）输入脚 4)主机接口传输时钟（HCLK 用于 6 线半字节传输，Scc 用于 2 线串行总线）2.1 合成时钟:gm5020 内部合成其它所有的时钟，通过主机接口寄存器选择的 DDDS 和 FCLK PLL 的时钟输入.2.2 硬件和软件复位 硬件复位:把 RESETN 引脚拉低至少 1us 就可以完成硬件复位。在复位期间和复位之后须提供一个TCLK 输入

21、。当完成复位周期（64T 局部时钟）且 RESET 被拉高时，开机序列如下：1）复位期间类型的所胡寄存器为缺省状态（的 gm5020 寄存器表中，如无特别说明，则是ooh）第 6 页 共 18 页 2）强制其它时钟复位，复位将保持64T 局部时钟周期，然后取消复位 3）操作 COM-CLK 于 T-CLK 频率 4）预设 RCLK PLL 到输出 200MHZ 时钟（假设使用 14.3M TCLK 晶体频率）5）COM 保留复位，直到寄存器被允许 软件复位:软件复位是通过编程 HOST-CONTROL 寄存器位 SOFT-RESET=0 类完成的。的完成复位后，SOFT-RESET 位将自动清

22、除。软件复位将完成以下功能 1）复位所有有效寄存器和状态寄存器。软件复位对于挂起和读/写寄存器无效 2）强制每个时钟域在 64T 局部时钟域周期内保持复位，然后开始操作 软复位不复位模拟部分的 RCLK PLL、FCLK PLL、SDDS、TMDS、ADC，软复位也不影响 IFM、HOST：COM。2.3 模数转换器:a)同步信号支持:gm5020 芯片支持数字分离同步（HSYNC/VSYNC），数字混合同步和模拟混合同步（即绿色同步或 SOG）。它支持所有类型的同步，而不需要附加外部同步分离分解电路。数字混合同步：支持的数字混合同步类型：或与类型：在垂直同步周期中，无 CSYNC 脉冲触发

23、异或类型：在垂直同步周期中，CSYNC 极性发生变化 gm5020 提供足够的同步状态住处给硬件，以检测数字混合同步类型。绿色同步（模拟混合同步）在垂直同步周期中的同步电平变化可以在 0.3V-0V 之间。b)引脚连接:连接到 gm5020 的 RGB 信号如下所述：引脚名 ADC 信号名 引脚名 ADC 信号名 Red+红色 Blue+蓝色 Red-如下图所示 Blue-如下图所示 Green+绿色 Hsync/CS 水平同步（如下图所示）Green-如下图所示 Vsync 垂直同步（端点同 HSYNC，如下图所示）c)ADC 特征:gm5020ADC 有个内部的钳位电路，经过一个（大约 1

24、0nF）的串联电阻，可以消除一个外部视频原的 DC 偏移。嵌位脉冲位置和宽度是可编程的。d)时钟恢复电路：SDDS（原直接数字合成）时钟恢复电路是由一个数字时钟合成器和一个模拟PLL组成的。时钟恢复电路生成时钟，用于模拟RGB 数据（PLL 或原时钟）。这个电路在进来的视频信号的HSYNC锁住。数字时钟合成技术使gm5020时钟电路可以生成10MHZ至158MHZ之间的任何 IPCLK 时钟频率。第 7 页 共 18 页 e)取样相位调整:ADC 取样相位可通过延迟 HSYNC 输入到 DDS 来调整，延迟值是可编程的。使用一个外部微控制器程序，可以检查取磁相位的精度，并且可以从寄存器读出结果

25、。这个特征允许 ADC 取样相位的自动精确调整。f)ADC 捕获窗口:在水平方向，捕获的窗口定义为 IPCLK 个数（等于象素计数）。在垂直方向，它定义为线数。从“原”开始的所有参数都是可编程的 gm5020 寄存器值。注意垂直总数是由输入独立确定的。参考点表示第一个内部 HSYNC 的前沿，紧接着是内部 VSYNC 的前沿。水平参数定义为单个象素相对于内部水平同步的增加值。垂直参数定义为单条线相对于内部垂直同步的增加值。对于 ADC 交互输入，gm5020 可以被编程为从 VSYNC/HSYNC 相对定时中自动确定域类型（奇数或偶数）。g)图象数据捕获接口：对于 ADC 和 TMDS 输入，

26、是通过编程主接口的寄存器参数来定义输入在效窗口的类型。只有在输入有效窗口期间传送致到设备的像素被当作原数据，用于画面速率转换和定该度处理。每条线的最大有效像素值是 2047，最小是 50 个像素，每一个输入域的最大有效线数是 2047，最小是 50 条线，每条线的最大部像素数包括消隐数是 4096.每个输入域的最大线数，包括消隐线是 2048.h)ADC 输入的 HSYNC/VSYNC 延迟：gm5020 捕获的有效输入区对应于内部的 HSYNC/VSYNC。缺省时，内部同步数等于选择输入口驱动的 HSYNC 和 VSYNC，并且强制为 HSYNC 和 VSYNC 定时的 2倍。Gm5020

27、为 ADC 输入提供一个内部 HSYNC 和 VSYNC 的延迟能力，它可消除这个限制。通过内部延迟同步，gm5020 可以捕获同步的数据。HSYNC 和 VSYNC 延迟可以用于图象定位，在极端的现象，通过 HSYNC 和 VSYNC 边界图象的内部移动将建立一个水平、垂直的重叠效果。HSYNC 的延迟可通过一个选择的输入时钟数值来完成。延迟水平同步可以用于解决VSYNC 相对于 HSYNC 抖动的替在问题。延迟 HSYNC 一个的数值，可以确保 VSYNC 在“第一个”HSYNC 增值之前，复痊线计数器。2.4 TMDS 接收模块:gm50202 的 TMDS 接收模块是与 DVI1.0

28、单端连接规格兼容的。它支持输入时钟频率范围为 20MHZ165MHZ。a)TMDS 捕获窗口：当定义有效窗口时，有两个有效的窗口操作模式：DE 重建模式和自动模式。当使用缺省的 DE 重建模式时，DE（显示允许），HYSNC、VSYNC 被内部同步，这是通过检查每条线的有效区域和补偿可能的原定时错误，及嵌入 HSYNC/VSYNC 抖动来完成的。DE 重建可以用于稳定显示图像，在这种方式，通常的有效窗口参数可以用 ADC 输入来编程。自动模式允许有效的窗口代码嵌入于 TMDS 信号中，以自动定义有效窗口，在这种模式，只有有效的宽度与有效的长度可以通过编程 IFM（输入格式测试）来获得。b)HD

29、CP（高带宽数字内容保护系统）:HDCP 系统允许鉴别一个视频接收器，在接收端解密编码的视频数据，以及在此过程中提高可靠性的更新能力。GM5202 实现电路允许按照 HDCP1、0 协第 8 页 共 18 页 议对 TMDS 输入的视频解密。对于增强的加密性，Genesis 提供按加密格式存储和访问给定加密键到各个显示器单元。更详细的协议和系统论可以看“高带宽数字内容保护系统”规格。c)ITUR BT656 视频输入:gm5020 接收 8 位 YCBCR4：2：2 视频数流，符合 ITU-R BT656（0-1）标准。这些数据是用 27MHZ 时钟取样，由外部视频译码器提供。格式无分离的水平

30、或垂直同步（HSYNC、VSYNC）到 GM5020，有效的窗口是 不可编程的，它是从嵌入数据流的代码来解释的。d)ITU-R BT656 捕获窗口:输入口提取有效数据、字段类型、水平垂直/消隐。注意 CB 和 CR 分别对于 U 和 V，抽取的数据被轮换成 YCBCR4：4：4 格式。在这种情况下，输入事件定时所需的水平和垂直同步信号是内部产生的。e)Ycbcr 彩色调整：gm5020 提供彩色调整控制，以修改进来 Ycbcr 数据的色调、饱和度、亮度、对比度，这些控制对模拟或数字 RGB 输入也同样有效，后面即将描述到。f)Ycbcr:gm5020 的 Ycbcr 补自动嵌位，以限制输入数

31、据到达 ITU-R-BT601 的电平：Y 底部嵌位：Y 数据小于 16 时补嵌位到 16；Y 顶部嵌位：Y 数据大于 235 时，被嵌位到 235；CBCR 底部嵌位：CBCR 数据小于 16 时，补嵌位到 16：CBCR 顶部嵌位：CBCR 数据大于 240 时，补嵌位到 240。g)输入格式测量：gm5020 有一个输入格式测量模块（IFM），可提供输入视频源的水平和垂直定时参数的能力。这个信息可用于确定视频格式的变化。它还可以检测交互格式和 DPMS 的域类型。IFM 的特征是主机可编程复位，它不同于通常的 gm5020 软复位。这个复位禁止 IFM减少功耗。IFM 可以操作于 gm5

32、020 在关机模式运行时，水平测量是在选择 IFM.CLKL（可以是 F.CLK 或 R.CLK/40 时获得的，而垂直测量是在 HSYNC 脉冲期间获得的，关于内部合成时钟，在前面 2.1 描述。测量:在选择的时钟周期中（可以是 F.clk 或 R.clk/4），IFM 可以 HSYNC 信号的测量水平周期和有效高位脉冲宽度。水平测量只在每个画面（或域）的一条线之中完成。这条线是可编程的，它可以在 HSYNC 的上升沿测垂直周期和 VSYNC 脉冲宽度。当使用 CSYNC 或绿色同步输入方式时，这些测量使用内部合成 HCYNC 和 VSYNC 信号。一旦允许之后，测量在VSYNC 上升沿开始

33、，并且在下一个 VSYNC 的上升沿完成。在每个域/画面完成测量，直到被禁止为止。格式变化检测：IFM 可以检测输入格式相对于最后测量值的变化，然后微外理器和嵌入的微处理器分别为水平和垂直定时 一个测量差异阈值。如果当前域/画面与以前捕获的测量值差异超过这个阈值，则设这个状态位，可以编程发生一次中断。第 9 页 共 18 页 看门狗:看门狗监视输入的 HSYNC/VSYNC，当任意 HSYNC 周期超过了可编程的定时阈值（在选择的 IFM-clk 的期间），这个寄存器位，当任意的 VSYNC 周期超过了编程的定时阈值（在HSYNC 脉冲期间），设定第二个寄器，可以编程发生一次中断。内部的奇/偶

34、字段检测（只用于隔行输入到 ADC）:IFM 可以完成隔行输入到 ADC 的域译码。用户指定相对于 HSYNC 的窗口的起始和终止值。如果在此窗口发生 VCYNC 前沿，则指示一个偶数域，（奇偶域的解释可能是相反的）窗口的起止点可能从一个预定义的设定值中选择。注意：ITU-R BT656 输入不需要以上域检测特征，坷类型嵌入到数据流中。2.5 输入像素测量：gm5020 提供了大量的像素检测功能，用于辅助配置系统参数。例如：像素时钟，每一条线的 SDDS 取样时钟，和相位图像求中心点，或调整对比度和亮度。图像相位测量：此功能在一个选择的有效窗口区间取样相位品质，此功能可用于编程源 DDS 以选

35、择正确的相位设定。图像边界检测：gm5020 完成测量以确定图像边界，此信息用于编程有效窗口和图像取中心点。数字彩色控制：gm5020 提供数字调整的捕获图像数据，允许控制图像的黑度、对比度、亮度、色调和饱和度。2.6YUV 色调/饱和度控制：彩色控制可以在 CbCr 区域间完成，这些控制对于 RGB 图形输入有效，也对CbCr 视频有效。缺省时，这些功能被禁止，不完成彩色调整。这些功能定义如下：色调是线粹旋转 CbCr 彩色向量一个角度；饱和度是在 Cb 和 Cr 同时乘上一个因子；对比度是在 Y 上乘以一个因子；亮度是给 Y 增加一个因子；这些控制的方程如下：Y(out)=(Y-Y Bla

36、ck Level)*Contrast+Brightness Cb(out)=(Cb*CosCHue+Cr*SinHue)*Saturation =cb*Sat(Hue)+Cr*Sat*Sin(Hue)Cr（out）=(Cr*cosHue)-Cb*SinHue)*Saturation =Cr*Sat*Cos(Hue)-Cb*Sat*Sin(Hue)在编程时，参数直接用于有关的乘法和求和操作。2.7RGB 黑度、对比度、亮度:黑度是一个减法过程，降低每个输入像素一个可编程的值。这可以用于调整输入数据的一个基线黑色值。R（out）=(R-Red Black Level)*Red Comtrast+R

37、ed Brightndess G(out)=(G-Green Black Level)*Green Contrast+Green Brightness 第 10 页 共 18 页 B(out)=(B-Blue Black Level)*Blue Contrast+Blue Brightness 例如：如果所希望的像素最低值是 16，则从所有输入像素中减去 16，使低于 16 的像素值为黑色。期望的黑度是通过以下的对比（乘法）阶段来维持的。对比度调整增加或减少输入/输出功能的斜线如下图所示：亮度调整直接增加一个阶梯，在每个像素值上加一个编程的数值（饱和度为 255 时）。2.8.真彩色的人体色调

38、整:人的眼睛对人体已比其它各种敏感得多，例如：在图像捕获显示的过程中，如果草的颜色稍微修改，用户可能不会感觉到。然而，如果颜色即使有一点点变化，却是不可受的。Cm5020 具有人体色调整能力，此特征不是根据查找表来做的，而是由 Yuv 通道参数来处理的。人体色调整对于所有的输入有效。2.9.缩小：A)水平缩小：在输入数据存贮到画面缓冲区之前完成缩小的功能。这是在（50+1 像素）到 100的输入之间的任意水平有效解析度缩小。例如：这允许SXGA1280 像素显示为 1024（XGA）。注意：在预过滤水平缩小之后发生预过滤OSD 重叠。B)垂直缩小：gm5020 提供一个原图象的任意垂直缩小功能

39、，最低达（50+1 线），它和水平缩小一起使用，gm5020 可以捕获/显示的 VESA 标准格式图像显示分析度。例如：SXGA 可以在XGA 面析上捕获和显示。2.10 画面存储接口：外部画面缓冲区提供存储给画面速度转换处理和集成OSD Gm5020 可以操作于 16M或 64M 位同步 DRAM(SDRAM)设备或 16M 位或 32M 位同步图形 RAM(SGRAM)设备。（例如：2 个 1M*16 设备）。对于 5XGA 操作，画面存储是 48 位宽度（例如：3 个 1M*16 设备）。FRC 数据总线宽度可编程为 32 或 48 位，通常对于 XGA 来说 32 位足够了，对于 SX

40、GA则用 48 位。2.11 显示同步：gm5020 支持两种显示同步模式：A)画面同步模式：显示画面速率被合成到输入画面或域速率，此模式常使用。B)空信号方式：没有同步输入，此模式用于无有效输入或测试时。2.12 放大刻度：gm5020 放大刻度器使用一个 Genesis 公司开发的先进第三代刻度技术，并且提供高质量的实时视频和图形图像。在水平/垂直方向的输入画面是可刻度处理的。隔行域可通过垂直定标和重新定位输入域以调整输出显示像素映射，从而消除隔行扫描。2.13 旁路任先项：gm5020 有完成绕过内部处理的功能。这种情况下，捕获的输入信号和数据被旁路，只经过一个极短的寄存器反应时间，直接

41、到达显示输出。Gm5020 还可以旁路画面速率转换功能。这允许 IC 在无处部 SDRAM 状况操作，使显示画面定时与输入定时同步。Gm5020 还可以旁路放大过滤器。2.14 伽马查找表：gm5020 提供一个 8 的查找表（LUT）,用于每个输入彩色通道的伽马校正。一个 10位的输出将引起彩色深夜控制改善。在显示时，10 位输出将抖动到 8 位或 6 位每通道，第 11 页 共 18 页 LUT 有一个主机可编程的旁路允许，如果旁路时，则 LUT 不需要编程。2.15 显示输出接口：显示输出口提供数据和控制信号，允许 gm5020 连接到各种平面板或在 CRT 设备。输出接口可配置为 18

42、 或 24 位 RGB 像素，可以是单个或双个像素宽度。所有的显示数据和定时信号是用 DCLK 输出时钟来同步的。2.16.OSD:gm5020 OSD控制器同时支持字符映射和位映射模式。有一个有效有256 真彩色（255 彩色+1 个透明色）的用户可编程调色板。在字符映射模式，每个字符最多有 4 个颜色。在8 位映射模式，任何像素可以赋值为 256 个用户定义真彩色之一。在 4 位映射模式，任何像素可以赋值为 16 个用户定义真彩色之一（15 个彩色加上一个透明色）。2.17 单芯片微处理器：gm5020 集成了一个嵌入的微处理器叫 OCM9（单芯片微处理器）。此处理器可简化 gm5020

43、系统软件的执行，提供嵌入的微功能，例如：OCD 菜单配置，但它不能取代系统微处理器。有一个中裁机构可以处理来自 OCM 和系统微处理器的寄存器存取的请求。2.18 主机接口：gm5020 的主机微控制器接口有 2 种操作方式：2 线 I C 兼容模式和 6 线（半字节宽度）接口方式。这可在引导任选项中选择。*2 线 IC 兼容连接由一个串行时钟（SCL）和双向串行数据线（SDA）构成。总线主设备驱动 Scl 时钟，不论主设备或从设备都可能驱动 SDA 线。Gm5020 操作于接口的从设备，SDA 和 SCL 线与 6 线通信线 HFSn 和 HCLK 分别共用。*6 线接口的接法是 4 个数据

44、线 HDATA3：0，一个时钟（HCLK），一个芯片选择/画面信号，4 个数据位在每个时钟沿传输。四、MCU 各引脚功能说明 PIN 作用 功能描述 2 HDATA0 通 0 信总线的数据线，用于 MCU GMZANI 之间的通信，在这里 MFB7、MFB8、MFB9 分别用作HDATA1，HDATA2,HDATA3.与 通 信 协 议 说 明 在GMZAN1 SPEC HOSTINTERFACE 这一章里面。3 MFB7 4 NFB8 5 MFB9 6 HCLK 通信总线的时钟线。7 HFS MCU 与 GMZAN1 通信的同步信号 8 BACKLIGHT_EN 控制 PANEL 背景灯管的

45、开关。当 CHANGE MODE 时，两个 PIN 控制黑屏，当 POWER SAVING 时，两个 PIN 控制关闭 PANEL，进入省电状态。9 PANEL_EN 当用 CPU 控制时，控制 PANEL 显示或关闭。而当用GMZAN1控制时，引脚却为GMZAN1的PPWR。10 RST MCU 开机复位。11 RXD 这两个 PIN 用于自调与 MCU 之间的通信协议，其中 SDA 为输入端，TXD 为输出端。13 TXD 第 12 页 共 18 页 14 IRQ 用于判断有无按下 POWER 键。15 MFB2 用于 MCU 与 GMZAN1 之间的通信。16 SDA MCU 与 EPR

46、OM 之间的通信，采用 IC 通信协议，其中 SDA 为数据和地址线，SCL 为时钟线。17 SCL 18 RST1 接 OSD IC 的 RST，此引脚不用。19 NGA_CON 判断有无插信号线。20 XTAL2 接产生 20MHz 时钟的晶振器。与 GMZAN1 的 TCLK 连接。21 XTAL1 242526 MCU 根据这三个引脚输入的高/低电平，判断 PANDL 类型（LG、中华、HANSTAR 的 PANDL）31 MCU 根据这一脚电平的高/低，判断 KEYBOARD 是飞梭型还是按键型。高电平时为按键型，低电平时为飞梭型。通过 R319（10K）和 R318(0K)来控制高

47、低电平。36 WP EPROM 的写保护引脚。37 KEY1 接 KEYBOARD 板的 LED 的橙灯，高电平有效。28 KEY2 接 KEYBOARD 板的 LED 的橙灯，高电平有效。39 KEY3 接 KEYBOARD 板的自调按键，低平有效。40 KEY4 接 EYBOARD 板的 ENTDR。低电有效。41 KEY5 4KEY：接 KEYBOARD 板的 RIGHT,电平有效。接 KEYBOARD 板的 LEFT，低电平有效。42 KEY6 SHUTTLE：飞梭顺时针旋转时，KEY5 键的波形超前，反之 KEY6 键的波形超前。43 KEY7 接 KEYBOARD 板的 POWER

48、 按键。当 IRQ 引脚有效时，高电平开启 POWER 键。44 VCC 接 5v 电源。35 EA/VP 接 5v 电源。22 GND 接地。1122329272830343233 空引脚 五、液晶显示器的运作原理 1液晶显示器（LCD）目前科技信息产品都朝着轻、薄、短、小的目标发展，在计算机周边中拥有悠久历史的显示器产品当然也不例外。在便于携带与搬运为前题之下，传统的显示方式如 CRT 映像管显示器及LED 显示板等等，皆受制于体积过大或耗电量甚巨等因素，无法达成使用者的实际需求。而液晶显示技术的发展正好切合目前信息产品的潮流，无论是直角显示、低耗电量、体积小、还是零辐射等优点，都能让使用

49、者享受最佳的视觉环境。2.什么是液晶 液晶显示器是以液晶材料为基本组件，由于液晶是介于固态和液态之间，不但具有固态晶体光学特性，又具有液态流动特性，所以已经可以说是一个中间相。而要了解液晶的所产生的光电效应，我们必须来解释液晶的物理特性，包括它的黏性（visco-sity）与弹性（elasticity）和其极第 13 页 共 18 页 化性（polarizalility）。液晶的黏性和弹性从流体力学的观点来看，可说是一个具有排列性质的液体，依照作用力量不同的方向，应该有不同的效果。就好象是将一把短木棍扔进流动的河水中，短木棍随着河水流着，起初显得凌乱，过了一会儿，所有短木棍的长轴都自然的变成与

50、河水流动的方向一致，这表示着次黏性最低的流动方式，也是流动自由能最低的一个物理模型。此外，液晶除了有黏性的反应外，还具有弹性的反应，它们都是对于外加的力量，呈现了方向性的效果。也因此光线射入液晶物质中，必然会按照液晶分子的排 列方式行进，产生了自然的偏转现像。至于液晶分子中的电子结构，都具备着很强的电子共轭运动能力，所以当液晶分子受到外加电场的作用，便很容易的被极化产生感应偶极性（induced dipolar），这也是液晶分子之间互相作用力量的来源。而一般电子产品中所用的液晶显示器，就是是利用液晶的光电效应，藉由外部的电压控制，再透过液晶分子的折射特性，以及对光线的旋转能力来获得亮暗情况（或