液晶显示器MCU介绍

（2) 控制节能电路
（5) 系统 I 2C总线
液晶显示器具备节能、省电功能。对于从VGA输入
微处理器的上述四个基本电路之间通过地址 I 2C总 信号的液晶显示器，能否进入节能状态，是MCU根据输入
线( AB) 、数据 I 2C总线( DB) 和控制 I 2C总线( CB) 连接在一 的行、场同步信号进行判断的，当行、场同步信号都有时，
式识别及行、
场同步脉冲 行同步脉冲
（场同步脉冲） （行同步脉冲）
场同步信号 处理等功能， 都有 ＤＤＣ 存储
器与数据存
储器等电路。
复位
开关量控制（如背光源开启控制、电源启动控制等） 但 是 ，由 于 液
模拟量控制（如亮度控制、音量控制等）
晶显示器与 和 ＣＲＴ 显示器
在整机电路
结构上有很
存储器
总线
总线
总线控制电路等几部分组成。下面对这些电路进行简 制器电路，程序和数据（用户数据、工厂模式数据等）
要分析和介绍。
都存储在 ＭＣＵ 内部的 ＲＯＭ 中（实际上，ＭＣＵ 内部为ＥＥＰ
（1）MCU
ＲＯＭ）。
液晶显示器中，大都采用以 ５１ 单片机为内核的
这些程序、数据在断电时不会消失，一般也不能更
微控制器，它把可开发的资源（ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ 接口等）全部 改，除非用编程器对 ＭＣＵ 重新编程。
中断
器电路需要设置复位电路。复位电路由专门的
集成电路或分立元器件组成。有些微控制器采
控制
并行
串行 串行 输入 输出
图 2 微控制器硬件组成方框图
用高电平复位（即通电瞬间给微控制器的复位端加入
( 1) CPU( 中央处理器)
一个高电平信号，正常工作时再转为低电平），有些采
ＣＰＵ 在微控制器中起着核心作用，微控制器所有
状态。
动选择所需的显示方式，也可由用户自己选择所喜欢
输入／输出接口可分成两大类：
的显示模式，如果单从分辨率的角度而言，对于目前大
①并行输入／输出接口：并行输入／输出接口 部分的应用软件，都可以在不同的分辨率下工作。
的每根引线可灵活地选作输入引线或输出引线。有
对于 CRT 显示器，具体选择在哪种分辨率下工作，
扩存储器和输入／输出接口芯片。在液晶显示器中， 时，才能显示出最佳的效果。如果输入到液晶显示器的分
开关量控制电路和模拟量控制电路都是并行输入／ 辨率高于或低于最佳分辨率，则要在主控电路中进行图
输出端口。
像的缩放处理。例如，液晶屏的固有分辨率是 1024×
②串行输入／输出接口：串行输入／输出接口是 768，当输入 800×600/ 60 Hz 的信号时，经转换后，输出
由图 ２ 可见，一个最基本的微控制器主要由下列 中。
几部分组成：
（待续）
54 （ 总 438 页 ） 家电检修技术 2012 年第 7 期
液晶显示器驱动板 MCU 电路介绍（下）
笙朴德慧 衣英刚
c. 更换驱动板时，经常会提到“擦除、编程、烧
2. 按键输入电路
写”等概念，所针对的都是 EEPROM存储器中的数据，
用低电平复位（即通电瞬间给微控制器的复位端加入 动作指令的接收和执行指令、各种控制功能、辅助功能
一个低电平信号，正常工作时再转为高电平），这是由 都是在 ＣＰＵ 的管理下进行的。同时，ＣＰＵ 还要担任各种
微控制器的结构决定的。
运算工作。
（3）振荡电路
( 2) 存储器
微控制器的一切工作都是在时钟脉冲作用下完
定时器的使用更加灵活方便，利用这种功能很容易产 较结果相同时，即可判断出输入到显示器的显示分辨
生一个可编程的时钟。此外，定时器还可作为一个事 率。识别出显示分辨率后，若不是液晶显示器的最佳分
件计数器，当工作在计数器方式时，可从指定的输入 辨率，则MCU控制主控电路进行图像缩放处理。
端输入脉冲，计数器对其进行计数运算。
会打开电源。
件
与 （６）通过 Ｉ２Ｃ 总线，将控制指令和控制数据传送到
代 工作。采用微控制器控制，不但可大大简化整机电路， 各个被控电路，同时肩负着检测各个被控电路工作情
而且增强了机器的稳定性。微控制器出现故障，将会造 况的任务。
换
成整机瘫痪，不能工作或工作异常。归纳起来，微控制
2. 微控制器电路的基本组成
器有以下几个方面的作用：
如图 １ 所示是液晶显示器中微处理器电路的基本
（１）对液晶显示器进行初始化设定。主要包括把用 组成框图。
户自己的设定储存在内部的 ＥＥＰＲＯＭ 中，把用户设定
从图 １ 中可以看出，液晶显示器微控制器电路主
的初始化程序设为工厂默认值。
要由微控制器（ＭＣＵ）及工作条件电路（电源、复位、振荡
负责对整机的协调与控制，而且还负担着如亮度／对 比度、水平位置／垂直位置等多种参数的读入与存储
元 （５）检 测 液 晶 显 示 器 的 工 作 状 态 ，执 行 开 ／ 关
机 指 令 。 若 当 时 处 于 开 机 状 态 ，则 按 下“ 电 源 ”键
器 时 ，显 示 器 会 关 闭 电 源 ；若 当 时 处 于 关 机 状 态 ，则
的数据。
键电子开关接通；手松开后，按键电子开关断开。MCU
（3) 输入／输出( I / O) 接口
可识别出不同的按键信号，然后去控制相关电路进行
元
输入／输出接口电路是指 CPU与外部电路、设备
器 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
件 统一，一般情况是不能与 CPU兼容的( 即不能直接与
（4) 定时器／计数器
说如何识别显示分辨率呢? 在液晶显示器的 DDC存储
在微控制器的许多应用中，往往需要进行精确的 器中，存储了大量预置的工作模式，MCU的同步处理电
定时和产生方波信号，这由定时器／计数器电路来完 路，根据输入的行、场同步信号的参数，和 DDC 存储器
成。有的定时器还具有自动重新加载的能力，这使得 中的预置模式的参数进行比较，当和某一预置模式比
液晶显示器驱动板 MCU 电路介绍（上）
笙朴德慧 衣英刚
微 控 制 器 （ＭＣＵ），不 是 完 成 某 一 个 逻 辑 功 能 的 屏幕上显示出相应的 ＯＳＤ 显示，并按照这些指令来
芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，具 修改寄存器的值，然后把修改后的值写入 ＥＥＰＲＯＭ 中
体说，就是把中央处理器（ＣＰＵ）、随机存储器 ＲＡＭ、只读 保存下来，并且把新的数据或者指令传送到液晶显
器未检测到有效的连接，则显示“无信号输入，请检查信 线控制电路等几部分组成。
号连接线”或者“无信号，检查输入”等内容的提示。
液晶显示器与 ＣＲＴ 显示器的微控制器电路在电
（４）执行键盘指令。ＭＣＵ 周期性地调用中断服务子 路组成上十分相似，都有相同的控制任务（模拟量控
程序，检查是否有按键被按下，如果有按键按下，在 制、电平量控制、Ｉ２Ｃ 总线控制电路等），都有显示模
笙朴德慧 衣英刚
3. 微控制器的工作条件 微控制器要正常工作，必须具备三个条件，即
频率基准源
计数器
供电、复位、振荡正常。 （1）供电 液晶显示器微控制器的供电由电源电路提
振荡器
程序存储器
数据存储器
定时器 ／ 计数器
供，供电电压约 ３～５ Ｖ。该电压应为不受控电
元 压，即显示器进入节能状态时，供电电压不能丢
与 CPU连接) 。这些外部的电路和设备只有通过输入／输
代 出接口的桥梁作用，才能进行信息传输，使 CPU与外
动作。 3. 同步信号处理电路 在MCU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
换 部电路、设备之间协调工作。
（２）对显示器联机信号模式进行判断。如果检测到 电路）、按键输入电路、存储器（数据存储器和 ＤＤＣ 存储
未知的视频模式，则显示错误信息，提示出错。
器）、同步信号处理电路、开关量（输出高 ／ 低电平）控
（３）对显示器的脱机、联机状态进行判断。如果显示 制电路、模拟量（输出 ＰＷＭ 控制信号）控制电路、Ｉ２Ｃ 总
最简单的电气接口，与外部电路、设备进行串行通信 1024×768 60 Hz 的信号；当输入 800×600/ 75 Hz 信号
时只需使用较少的信号线。在液晶显示器中，I 2C总线 时，经转换后输出 1024×768/ 75 Hz 的信号。
接口电路是串行 I 2C总线接口电路。
专家点拨：液晶显示器如何识别显示模式呢?或者
用户对液晶显示器的参数进行调整，是通过按键
而不是程序。对于情况（a）“擦除、编程、烧写”的是 来进行操作的。按键的实质是一些小的电子开关，具有
MCU 内部 EEPROM存储器中的数据；对于情况（b）， 体积小、重量轻、经久耐用、使用方便、可靠性高的优
“擦除、编程、烧写”的是 MCU 外部 EEPROM存储器中 点。按键的作用就是使电路通与断，当按下开关时，按
数据存储器
大 不 同 ，因 此 ，在 具 体 控
制上会有一
按键输入
受控 （如 转换
主控 等）
些 区 别 ，在 后 面的电路分 析中可以看
图 1 微控制器电路的基本组成框图
到。 （待续）
RTD2483AD 中的51模块
家电检修技术 2012 年第 6 期 （ 总 373 页 ） 53
液晶显示器驱动板 MCU 电路介绍Байду номын сангаас中）
些输入／输出引线适合于直接与其他电路相连，有 由个人的爱好及显示器所能提供的最高分辨率决定。
些接口能够提供足够大的驱动电流，使与外部电路 而对于液晶显示器则有所不同，因为每台液晶显示器
和设备接口时使用起来非常方便。有些微控制器允 都有一个最佳分辨率( 固有分辨率) ，这是由液晶的结
许输入／输出接口作为系统 I 2C 总线来使用，以外 构所决定的，只有当液晶显示器工作在最佳分辨率下
输 入 ／ 输 出 接 口 种 类 繁 多 ，不 同 的 外 部 电 路 和
显示模式( Dis pl ay Mode) 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
设备需要相应的输入／输出接口电 路 ， 可 利 用 编 要规定了分辨率的大小、是图形显示方式还是字符显
程的方法具体确定接口的工作方式 、功能和 工 作 示方式，能显示颜色的数量等。计算机运行的软件会自
器 失，否则，显示器将不能被再次唤醒。 （2）复位电路
件
复位电路的作用就是使微控制器在获得供
与 电的瞬间，由初始状态开始工作。若微控制器内
代 的随机存储器、记数器等电路获得供电后不经
中断
总线扩展 控制
可编程Ｉ／Ｏ
可编程 串行口
换 复位便开始工作，可能会因某种干扰导致微控
制器因程序错乱而不能正常工作。为此，微控制
②只读存储器 ＲＯＭ：用来存储程序和固定数据。所
晶体的两脚和微控制器的两个晶振脚相连，产生的时 谓程序就是根据所要解决问题的要求，应用指令系统
钟脉冲信号经微控制器内部分频器分频后，作为微控 中所包含的指令，编成一组有次序的指令集合。所谓数
制器正常工作的时钟信号。
据就是微控制器工作过程中的信息、变量、参数、表格
4. 微控制器电路介绍
等。
前已述及，微控制器电路主要由 ＭＣＵ、按键输入电
总结与提高：液晶显示器的微控制器电路分为两
路、存储器（数据存储器 ＥＥＰＲＯＭ 和 ＤＤＣ 存储器）、同步 种情况。
信号处理电路、开关量控制电路、模拟量控制电路、Ｉ２Ｃ
ａ．ＭＣＵ 外部未设置 ＥＥＰＲＯＭ 存储器。对于此类微控
提供给显示器生产厂家，厂家可根据应用的需要来设
ｂ．ＭＣＵ 外部设置一片 ＥＥＰＲＯＭ 存储器。对于此类微
计接口和编制程序，因此适应性较强，应用较广泛。图 控制器电路，程序存储在 ＭＣＵ 内部的 ＲＯＭ 中，数据（用
２ 所示是微控制器硬件组成框图。
户数据、工厂模式数据等）存储在 ＭＣＵ 外部的 ＥＥＰＲＯＭ
微控制器内部的存储器包括两个部分：
成的，如存／取数据、模拟量存储等操作，否则，微控
①随机存储器 ＲＡＭ：用来存储程序运行时的中间
制器不能正常工作。
数据。在微控制器工作过程中，这些数据可能被改写，
微控制器的振荡电路一般由外接的晶体、电容和 所以 ＲＡＭ 中存放的内容是随时可以改变的。
微控制器内电路共同组成。晶体多采用 １２ ＭＨｚ 或 ２４ ＭＨｚ，
存储器 ＲＯＭ、中断系统、定时器／计数器以及输入／输 示器的相应被控电路，对亮度／对比度、水平位置／
出口（Ｉ／Ｏ）电路等主要部件，集成在一块芯片上，从而 垂直位置、色彩、ＯＳＤ 位置、输入信号选择等参数进
组成一个小型的计算机系统。以微控制器为核心构成 行调校。
的电路称为微控制器电路。 1. 微控制器的作用 在液晶显示器中，微控制器具有重要的作用，不但