Tìm hiểu màn hình

IO Devices 1 MÀN HÌNH  Cấu tạo:  Đèn tia âm cực CRT  (cathode ray tube):  Có 3 súng điện tử quét  tương ứng 3 màu đỏ,  xanh lá, xanh dương  Vertical deflection plate:  phiến lệch dọc  Horizontal deflection  plate: phiến lệch ngang  Grid: cực lưới để tạo ra  mẫu quét gồm nhiều  điểm trên màn hình IO Devices 2 Cấu tạo màn hình IO Devices 3 Hoạt động của CRT  Chùm tia điện tử  quét qua màn hình  trong thời gian  khoảng 50ms và  vạch 1 đường nằm  ngang   Sau đó chùm tia hồi  ngang về cạnh trái  để bắt đầu lần quét  tiếp  Thiết bị tạo ra hình  ảnh theo từng dòng  như vậy gọi là thiết  bị quét mành  Tia quét ngang được  điều khiển bởi 1 điện  áp tăng tuyến tính  đưa đến các phiến  làm lệch ngang  Việc quét dọc được  điều khiển bởi 1 điện  áp tuyến tính  IO Devices 4 Đèn CRT (tt)  Sau 400 đến 1000 lần quét điện  áp trên các phiến được nghịch  đảo cùng 1 lúc để đặt chùm tia  về góc trên bên trái của màn  huỳnh quang  Toàn bộ ảnh được quét lặp lại từ  30 đến 60 lần trong 1 giây  Đèn CRT có 2 kiểu: kiểu cong và  kiểu phẳng  Màn hình LCD: sử dụng tinh thể  lỏng, công suất tiêu thụ thấp,  nhưng độ phân giải không cao,  giá thành cao hơn so với màn  hình đèn CRT IO Devices 5 Thiết bị đầu cuối điều khiển màn hình  Board video: thiết bị tạo tín hiệu video  xuất ra màn hình  Video RAM: chứa các dữ liệu ký tự  và  các thuộc tính như: màu sắc, cường  độ, có nhấp nháy hay không...  Một màn hình 25x80 ký tự đòi hỏi 4000  byte trong video RAM, 2000 byte cho  ký tự và 2000 byte cho thuộc tính của  chúng CPU Mainmemory ABC Video board Video RAM Monitor Analog video signal ABC IO Devices 6 Các chuẩn về độ phân giải màn hình  VGA (video graphic array): độ  phân giải 640x480  SVGA (super VGA): độ phân giải  800x600  XGA (Extended graphic array):  độ phân giải 1024x768  UVGA (ultra VGA) độ phân giải  1280x1024  Dung lượng video RAM thường  là: 1M, 2M, 4M, 16M, 32M... IO Devices 7 Yêu cầu tối thiểu của video RAM Độ phân  giải Số bit  màu Số màu video  RAM 640x480 16 24 64K 16M 1M 1M 800x600 16 24 64K 16M 1M 2M 1024x768 16 24 64K 16M 2M 4M 1280x1024 16 24 64K 16M 4M 4M Để cải tiến tốc độ của một video board, ta cần xem xét 3  khía cạnh: • Bộ xử lý đồ họa • RAM video • Bus cục bộ IO Devices 8 Truy xuất màn hình qua DOS  DOS không hỗ trợ graphic mode  Có thể hiển thị text bằng các hàm  của ngắt INT 21h:  hàm 02h – output on screen  hàm 06h – direct character output  hàm 09h – string output  hàm 40h – write file/device  Hiển thị text bằng một số lệnh  của COMMAND.COM  COPY output.txt CON  TYPE output.txt > CON  PRINT output.txt /D:CON IO Devices 9 Truy xuất màn hình qua port VGA Connector Pin Out Pin # Name Description 1 RED Video Red Video 2 GREEN Video Green Video 3 BLUE Video Blue Video 4 ID2 Monitor ID, Bit #2 5 GND Ground 6 RGND Red Ground 7 GGND Green Ground 8 BGND Blue Ground 9 Key No pin installed 10 SGND Sync Ground 11 ID0 Monitor ID Bit #0 12 ID1 Monitor ID Bit #1 13 HSYNC Horizontal Sync 14 VSYNC Vertical Sync 15 ID3 Monitor ID Bit #3 IO Devices 10 Truy xuất màn hình qua port Màn hình VGA kết nối với CPU  qua port 15 chân với 5 tín hiệu  điều khiển • Red: điều khiển màu đỏ • Green: điều khiển màu xanh lá • Blue: điều khiển màu xanh  dương • Horizontal Sync: đồng bộ ngang • Vertical Sync: đồng bộ dọc R,G,B có mức điện áp 0­0.7V HS và VS có mức điện áp TTL IO Devices 11 Truy xuất màn hình qua port (tt)  Quá trình quét màn hình được điều khiển bởi 2  tín hiệu HS và VS  Trình tự quét được thực hiện từ pixel đầu tiên ở  góc trên bên trái (0,0), rồi tiếp tục các pixel  trên hàng đó  Khi màn hình nhận tín hiệu HS, nó sẽ quét  hàng kế tiếp  Khi có tín hiệu VS, màn hình sẽ quét lại từ đầu  ở vị trí (0,0)  Tần số refresh thực tế khoảng 60­120Hz  Với màn hình hiển thị 640x480, tần số clock là  25MHz và tần số refresh là 60Hz IO Devices 12 Truy xuất màn hình qua port (tt)  Tpixel = 1/fCLK = 40 ns  TROW = A = B + C + D + E  = (Tpixel × 640 pixels) + row + guard bands   = 31.77 µs  Tscreen = O = P + Q + R + S    = (TROW × 480 rows) + guard bands = 16.6  ms Where:   Tpixel = Time required to update a pixel  fCLK = 25.175 MHz  TROW = Time required to update one row  Tscreen = Time required to update the screen  B, C, E = Guard bands  P, Q, S = Guard bands IO Devices 14 Sơ đồ bộ điều khiển VGA IO Devices 15 Câu hỏi ôn tập 1. Nêu nguyên tắc hoạt động của màn hình  CRT 2. Giả sử một màn hình có độ phân giải  800x600, tần số refresh màn hình là 60Hz.  Tần số quét cho mỗi pixel tối thiểu là bao  nhiêu? Nếu kể đến thời gian chờ và độ rộng  xung của tín hiệu HS,VS thì tần số quét cho  mỗi pixel tối thiểu là bao nhiêu? 3. Để điều khiển màn hình VGA, cần ít nhất  những tín hiệu điều khiển nào? 4. Cho biết 8 màu cơ bản nếu sử dụng tín hiệu  R,G,B với 1bit (0 = 0V; 1 = 0.7V) 5. Với 3 tín hiệu R,G,B, làm sao để tạo 64 màu  khác nhau? 6. Giả sử cần quét màn hình VGA 640x480,  tổng số xung quét ngang và dọc là bao  nhiêu? độ rộng xung HS, VS? 7. Để quét màn hình 1024x768, tổng số xung  HS và VS là bao nhiêu trong 1 chu kỳ quét? 8. Hãy thiết kế giản đồ xung cho tín hiệu quét  màn hình SVGA 800x600 với tần số CLK  50MHz 9. Thiết kế giản đồ xung cho bộ tạo bảng màu  (pattern generator) gồm 8 sọc màu cơ bản.