液晶顯示器微控制器電路介紹

　　前已述及，微控制器電路主要由MCU、按鍵輸入電路、存儲器（數據存儲器EEPROM和DDC存儲器）、同步信號處理電路、開關量控制電路、模擬量控制電路、I2C總線控制電路等幾部分組成。下面對這些電路進行簡要分析和介紹。

1．MCU
　　液晶顯示器中，大都采用以51單片機為內核之微控制器，它把可開發之資源（ROM、I／O接口等）全部提供給顯示器生產廠家，廠家可根據應用之需要來設計接口和編制程序，因此適應性較強，應用較廣泛。圖1所示是微控制器硬件組成框圖。
　　由圖1可見，一個 基本之微控制器主要由下列幾部分組成：

　　圖1 微控制器硬件組成方框圖

　�。�1）CPU（中央處理器）
　　CPU在微控制器中起著核心作用，微控制器所有動作指令之接收和執行指令、各種控制功能、輔助功能都是在CPU之管理下進行之。同時，CPU還要擔任各種運算工作。

　�。�2）存儲器
　　微控制器內部之存儲器括兩個部分：
　　 ①隨機存儲器RAM：用來存儲程序運行時之中間數據。在微控制器工作過程中，這些數據可能被改寫，所以RAM中存放之內容是隨時可以改變之。

　�、谥蛔x存儲器ROM：用來存儲程序和固定數據。所謂程序就是根據所要解決問題之要求，應用指令系統中所含之指令，編成一組有次序之指令集合。所謂數據就是微控制器工作過程中之信｀氪、變量、參數、表格等。

　　（3）輸入輸出（I／O）接口
　　輸入／輸出接口電路是指CPU與外部電路、設備之間連接通道及有關之控制電路。由于外部電路、設備之電平大小、數據格式、運行速度、工作方式等均不統一，一般情況是不能與CPU兼容之（即不能直接與CPU連接）。這些外部之電路和設備只有通過輸人／輸出接口之橋梁作用，才能進行信息傳輸，使CPU與外部電路、設各之間協調工作。

　　輸入／輸出接口種類繁多，不同之外部電路和設備需要相應之輸人／輸出接口電路，可利用編程之方法具體確定接口之工作方式、功能和工作狀態。

　　輸入／輸出接口可分成兩大類：

　　①并行輸入／輸出接口：并行輸入／輸出接口之每根引線可靈活地選作輸入引線或輸出引線。有些輸入／輸出引線適合于直接與其他電路相連，有些接口能夠提供足夠大之驅動電流，使與外部電路和設備接口時使用起來非常方便。有些微控制器允許輸入／輸出接口作為系統總線來使用，以外擴存儲器和輸入／輸出接口芯片。在液晶顯示器中，開關量控制電路和模擬量控制電路都是并行輸入／輸出端口。
　　
　�、诖�行輸入／輸出接口：串行輸入／輸出接口是 簡單之電氣接口，與外部電路、設各進行串行通信時只需使用較少之信號線。在液晶顯示器中，I2C總線接口電路是串行總線接口電路。
（4）定時器／計數器

　　在微控制器之許多應用中，往往需要進行精確之定時和產生方波信號，這由定時器／計數器電路來完成。有之定時器還具有自動重新加載之能力，這使得定時器之使用更加靈活方便，利用這種功能很容易產生一個可編程之時鐘。此外，定時器還可作為一個事件計數器，當工作在計數器方式時，可從指定之輸入端輸入脈沖，計數器對其進行計數運算。

　　（5）系統總線
　　微處理器之上述四個基本電路之間通過地址總線（AB）、數據總線（DB）和控制總線（CB）連接在一起，再通過輸入／輸出接口與微處理器外部之電路聯系起來。

2．按鍵輸入電路
　　用戶對液晶顯示器之參數進行調整，是通過按鍵來進行操作之。按鍵之實質是一些小之電子開關，具有體積小、重量輕、經久耐用、使用方便、可靠性高之優點。按鍵之作用就是使電路通與斷，當按下開關時，按鍵電子開關接通：手松開后，按鍵電子開關斷開。MCU可識別出不同之按鍵信號，然后去控制相關電路進行動作。

3．同步信號處理電路
　　在MCU內部電路中，一般設置有同步信號處理電路，它根據輸人之行場同步信號，在其他相關電路之配合下，可完成以下幾項工作：

　�。↖）識別顯示模式
　　顯示模式（Displa。y Mode）是計算機中常用之一個概念，是指計算機所運行之軟件對顯卡之操作方式，主要規定了分辨率之大小、是圖形顯示方式還是字符顯示方式，能顯示顏色之數量等。計算機運行之軟件會自動選擇所需之顯示方式，也可由用戶自己選擇所喜歡之顯示模式，如果單從分辨率之角度而言，對于目前大部分之應用軟件，都可以在不同之分辨率下工作。對于CRT顯示器，具體選擇在哪種分辨率下工作，由個人之愛好及顯示器所能提供之 高分辨率決定。而對于液晶顯示器則有所不同，因為每臺液晶顯示器都有一個 佳分辨率（固有分辨率），這是由液晶之結構所決定之，只有當液晶顯示器工作在 佳分辨率下時，才能顯示出 佳之效果。如果輸入到液晶顯示器之分辨率高于或低于 佳分辨率，則要在主控電路中進行圖像之縮放處理。例如，液晶屏之固有分辨率是1024×768，當輸入800×600 ／60Hz之信號時，經轉換后，輸出1024×768 60Hz之信號；當輸入800×600／75Hz信號時，經轉換后輸出1024×768／75Hz之信號。

　�。�2）控制節能電路工作
　　之集成電路都可以掛接在I2C總線上，MCU通過I2C總線對這些電路進行控制。液晶顯示器具備節能省電功能。對于從VGA輸入信號之液晶顯示器，能否進入節能狀態，是MCU根據輸人之行場同步信號進行判斷之，當行場同步信號都有時，液晶顯示器為也很狀態；當行場同步信號缺一或全沒有時，MCU控制相關電路處于節能狀態，達到降低功率之目之。

　　對于從DVI數字接口輸入信號之液晶顯示器，能否進入節能狀態，是由驅動板上一塊稱為TMDS接收器之電路完成之（TMDS接收器大都集成在主控芯片中）。當計算機長時間未工作時，主機會控制內部之TMDS發送器停止輸出，此時，液晶顯示器內部之TMDS接收器由于收不到TMDS發送器發送之信號，會將檢測之結果告知MCU，再由MCU去控制相關電路處于節能狀態，達到降低功率之目之。

　　4．開關量控制電路
　　所謂微處理器之開關量，就是輸人到MCU或從MCU輸出之高電平或低電平信號，主要有脫機檢測信號（輸入）、指示燈控制信號（輸出）、背光燈開啟／關閉信號（輸出）、輸入信號選擇控制信號（輸出）等。

　　5．模擬量控制電路
　　MCU模擬量控制信號是指MCU輸出之是PWM脈沖信號，經外圍RC等濾波電路濾波后，可轉換為大小不同之直流電壓，該直流電壓再加到負載電路上，對負載進行控制。

　　MCU輸出之模擬量控制信號主要有：亮度控制信號、對比度控制信號等。由于MCU一般設有I2C總線控制腳，很多控制信息均由MCU通過總線進行控制，因此，可大大減小模擬量控制信號之數量，使控制電路大為簡化。

　　 6．I2C總線控制電路
　　I2C總線是由飛利浦公司開發之一種總線系統。I2C總線系統問世后，迅速在家用電器等產品中得到了廣泛之應用。微控制器電路上之I2C總線由兩根線組成：一根串行時鐘線（SCL）和一根串行數據線（SDA）。MCU利用串行時鐘線發出時鐘信號，利用串行數據線發送或接收數據。

　　MCU是I2C總線系統之核心，I2C總線由MCU引出，液晶顯示器中很多需要由MCU控制