Tek renkli ekran tipi. Mikrodenetleyici devrelerinde tek renkli grafik LCD'ler

Tek renkli monitörler renkli olanlardan önemli ölçüde daha ucuzdur, daha net bir görüntüye ve daha yüksek çözünürlüğe sahiptir, onlarca gölgenin görüntülenmesine izin verir " gri renkler insan sağlığına daha az zararlıdır. Bu nedenle, birçok profesyonel programcı bunları tercih eder.

En sık kullanılan monokromlar arasında:

● metin ve sözde grafik karakterleri görüntülerken yüksek çözünürlük sağlayan, ancak tek tek piksellerden oluşturulmuş grafik görüntülerin oluşturulması için tasarlanmamış doğrudan kontrollü monokrom monitörler; yalnızca tek renkli video denetleyicilerle birlikte çalışın;

● kompozit monokrom monitörler, hem karakterin hem de karakterin yüksek kaliteli görüntüsünü sağlar grafik bilgi de ortak çalışma renkli bir grafik bağdaştırıcısı ile (ancak, elbette, tek renkli, çoğunlukla yeşil veya kehribar rengi bir görüntü verirler).

Halihazırda kullanılan monitörlerin iyi yarı tonlu en yüksek çözünürlüğü, "kağıt beyazı" tipinde (sıklıkla masaüstü yayıncılık sistemlerinde kullanılır) siyah-beyaz bir görüntüye sahip tek renkli bileşik monitörlerdir; iyi bir video adaptörüyle birleştirildiğinde çözünürlükleri 1600 x 1200 pikseli aşıyor.

renkli monitörler

Renkli bir CRT monitör, monokrom monitörlerde kullanılan tek bir tabancanın aksine, üç elektron tabancası kullanır. Her top, üç ana renkten birinden sorumludur: kırmızı (Kırmızı) yeşil (yeşil) ve mavi (Mavi), diğer tüm renklerin ve renk tonlarının karıştırılmasıyla TrueColor standardı tarafından sağlanan 16 milyona kadar farklı ton oluşturulur. Renkli bir tüpün fosforu, her biri üç tür element içeren küçük nokta grupları içerir (dolayısıyla fosfor elementleri grubunun adı - üçlü), bu ana renklerle parlıyor ve her bir elektron tabancasından elektron akışı, karşılık gelen nokta gruplarına yönlendiriliyor. Bu tür monitörler, spektrumu oluşturan ana renklerin adlarının ilk harflerinden sonra bazen RGB monitörler olarak adlandırılır.

Elektron demeti kırmızı fosfora yönelik elementler yeşil veya mavi fosforu etkilememelidir. Bunu başarmak için

eylem, yapısı kineskop tipine bağlı olan özel bir maske kullanılır farklı üreticiler, görüntünün ayrıklığını (raster) sağlar.

CRT iki sınıfa ayrılabilir:

●üçgen şeklinde elektron tabancaları düzenlemesi ile;

● elektron tabancalarının düzlemsel düzenlemesi ile.

Çoğu zaman, düzlemsel elektron tabancaları düzenlemesine sahip bir CRT (tüp) aynı zamanda kendi kendine yakınlaşan kirişlere sahip bir CRT olarak da adlandırılır, çünkü dünyanın manyetik alanının üç düzlemli bir ışın üzerindeki etkisi neredeyse aynıdır ve tüpün konumunu değiştirirken bu alana göre, herhangi bir ek ayarlama gerekmez. Bu telefonlar iki tür maske kullanır: 0 “Gölge Maskesi”;

● "Yuva Maskesi" (yarık maskesi).

Gölge maskesi, CRT monitörler için en yaygın maske türüdür. Gölge maskesi, fosfor tabakası olan bir cam tüpün ekranının önünde metal bir ağdır. Metal ağdaki delikler, kirişin sadece gerekli fosfor elemanlarına ve sadece belirli alanlara çarpmasını sağlar. Aynı renkteki fosfor elementleri arasındaki minimum mesafeye nokta aralığı denir. Gölge maskesi, başta Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, ViewSonic olmak üzere birçok modern monitörde kullanılmaktadır.

Yarık maske, fosfor tabakalı bir cam tüpün ekranının önünde paralel metal iletkenlerden oluşur. İletkenler arasındaki boşluklar, ışının ekranın gerekli şeritlerine tam olarak çarpmasını sağlar. Fosfor elementleri dikey eliptik hücrelerde bulunur ve maske dikey çizgilerden oluşur. Dikey şeritler, aslında, üç ana renkte fosfor elementi grupları içeren eliptik hücrelere bölünmüştür. İki hücre arasındaki minimum mesafe yuva aralığı olarak adlandırılır. Yarık maskesi, NEC monitörlerine (bu teknolojinin geliştiricisi) ek olarak Panasonic PureFlat düz ekran monitörlerde ve LG Flatron düz ekran monitörlerde kullanılır.

Sony, daha çok Trinitron tüpleri olarak bilinen düz Aperture Grill tüpleri geliştirmiştir. Açıklık ızgarası, dikey çizgilerden oluşan metal bir ızgaradır. Eliptik hücreler yerine ekran, dikey şeritler halinde düzenlenmiş üç ana renkte fosfor elementlerinden oluşan bir dizi lif içerir. Bu sistem, birlikte yüksek görüntü kontrastı ve iyi renk doygunluğu sağlar. yüksek kalite bu teknolojiye dayalı tüplü monitörler. Sony cep telefonlarının yanı sıra CTX, Mitsubishi, ViewSonic'te kullanılan maske, üzerinde ince bir tabaka bulunan ince bir folyodur. dikey çizgiler. Gölgesi ekranda görünen bir (büyük monitörlerde - birkaç) yatay tel diziye dayanır. Bu tel, titreşimleri sönümlemek için kullanılır ve sönümleme (dengeleme) ipliği (sönümleme teli) olarak adlandırılır.

Ekrandaki iki tek renkli iplik arasındaki minimum mesafeye şerit adımı denir. Yukarıda tanıtılan kavramlar: "nokta hatvesi", "yarık hatvesi", "şerit hatvesi", aşağıda tartışılan daha yaygın genel terim olan "tane boyutu" ile ilişkilendirilebilir.

Gibi renkli monitörler hem renk hem de grafik sağlayan bileşik renkli monitörler de kullanılır, ancak İle oldukça düşük çözünürlük.

RGB monitörler daha yüksek kalitededir, yüksek çözünürlük ve grafik ve renk detaylarına sahiptir, ana renk sinyallerinin her biri için kendi kablolarına sahiptirler (kompozit olanlarda, üç renk sinyalinin tümü bir kablodan geçer).

RGB monitörler, bir renkli grafik denetleyiciyle birlikte çalışır. Üç tür video monitörü, CD (Renkli Ekran), ECD (Gelişmiş CD) ve PGS (Profesyonel Grafik Sistemi), renkli monitörler için standardı tanımladı. geniş uygulama, ancak şu anda yalnızca sonuncusu ilgiyi hak ediyor.

LCD ekrana sahip ilk siyah beyaz TV 1976'da (Sharp) ortaya çıktı ve 160 × 120 piksel ekrana sahipti. Bu tür ekranları amatör tasarımlarda uzun süre kullanma fikri banal bir sorunla karşılaştı - ev geliştirme için çok pahalı. Son yıllarda durum kökten değişti ve tek renkli grafik LCD ekranlar GLCD (Grafik Sıvı Kristal Ekran), alfanümerik muadillerinden biraz daha pahalı hale geldi.

Grafik göstergelerin sembolik göstergelere göre avantajları açıktır, çünkü gerçekten tanınabilir bir görüntü ile iki boyutlu bir bitmap görüntüsünü görüntülemenize izin verirler. Modern MK'nin hızı, LCD'de video akışını bile oynatmak için yeterlidir. Neden cep mikrodenetleyici versiyonundaki ilk siyah beyaz TV'nin bir analogu olmasın?

GLCD'nin seçildiği birçok parametre arasında dahili grafik denetleyicinin türü önemlidir. Komuta sistemi, fiziksel arayüz ve yazılım algoritması buna bağlıdır.

Farklı üreticilerden yaklaşık bir düzine çeşit LSI denetleyicisi bilinmektedir. "Alfanümerik" LCD modülleriyle karşılaştırıldığında, GLCD'nin bir yeniliği vardır - birkaç kontrolör olabilir ve bunlar bir segment sürücüsü tarafından desteklenir. Analoji ile "chipset" olarak kabul edilebilecek bir çift oluşturulur. anakartlar kişisel bilgisayarlar.

KS0108 denetleyici komut sistemi (Samsung) ile uyumlu yaygın GLCD'lerde, yonga seti KS0107/KS0108 veya KS0107B/KS0108B fraksiyonu ile gösterilir. Deneyimli geliştiriciler, "KS0107" adının segment sürücüsünü ve "KS0108" adının ana denetleyiciyi ifade ettiğini bilir. Bazen belgeler, üzerinde bir sürücü çipinin varlığını göz önünde bulundurarak yalnızca KS0108 denetleyici tipini belirtir. baskılı devre kartı LCD ekran söylemeye gerek yok.

Şek. 2.43, 128×64 piksel yerleşimli KS0107/KS0108 standardının bir GLCD'sinin bir blok diyagramını gösterir. Temel, genişlikte 128 sütunda ve yükseklikte 64 satırda düzenlenmiş bir LCD elemanları matrisidir. Ekranın 8192 noktasının her birini aydınlatmak için bir KS0107 sürücüsünde ve iki KS0108 kontrol cihazında bulunan 192 transistör anahtarına ihtiyacınız var. Her denetleyicinin 4 Kbps kapasiteli dahili bir RAM'i ve ayrıca harici cihazlarla arayüz oluşturmak için mantığı vardır. Buna karşılık, sürücü, ana RC osilatöründen tüm sistem için bir saat sinyalleri ızgarası oluşturur (ayrıntılar içinde).

Pirinç. 2.43. Yapısal şema 128x64 piksel düzenlemeli GLCD.

GLCD'de neden bir değil de iki denetleyici yongası var? Birleştirme amacıyla olduğu varsayılabilir, çünkü her biri kendi 64 × 64 piksellik çeyreğinden sorumludur. Çeyrek sayısını orantılı olarak artırarak, 64x64'ten 640x480 piksele kadar herhangi bir ekran boyutunu elde edebilirsiniz.

Grafik LCD ekranlarda zorunlu bir özellik olarak yerleşik bir LED ekran arka ışığı bulunur. Rengi, resmin arka planını belirler. Örneğin sarı zemin üzerine siyah harfler. Ekranda alfabenin birleştirilmiş karakter oluşturucusu yoktur. Programcının kendisi harfleri, sayıları, sembolleri, işaretleri oluşturmalıdır. Alfabe dünyada bilinen herhangi biri olabilir ve burada abartı yok.

Pinout ve pin adlarındaki birleştirme maalesef aynı denetleyiciye sahip y GLCD'de bile eksik. Bu, veri sayfalarını dikkatlice incelemenizi sağlayan bir eksidir. Masada. 2.6, örneğin, KS0107 / KS0108 ile uyumlu GLCD'lerde bulunan bir sinyal tanımları koleksiyonu toplanır. Ekranın tam adına özellikle dikkat edilmelidir. Örneğin, Winstar WG12864A'da bir KS0108 denetleyici ve WinstarWG12864D'de tamamen farklı bir komut sistemine sahip bir T6963C denetleyici bulunur. +2,4 ... +3,6 V azaltılmış güç kaynağına sahip GLCD'ler vardır. Arka ışığa +5 V ve göstergeye +3 V vb. güç verilir.

Tablo 2.6. KS0107/KS0108 standardının GLCD sinyallerinin kodunun çözülmesi

GLCD'yi MK'ye bağlamak için kullanılan elektrik devreleri, içinde farklı "yonga setleri" olsa bile birbirine benzer (Şekil 2.44, a ... g), ancak yazılım temelde farklı olacaktır. Arka ışığın parlaklığını kontrol etmek için, benzer şekilde, daha önce tartışılan Şekil 1'deki devreyi kullanabilirsiniz. 2.42, a…s.

a) KS0108 komut sistemi ile uyumlu bir GLCD modülü için tipik bir bağlantı şeması. "DB0" ... "DB7" veri yolu çift yönlüdür. Direnç L2, arka ışığın parlaklığını ayarlar. Direnç R1, kontrastı tamamen parlaktan tamamen karanlık ekrana ayarlar. “UEE” pimi -5 ... -8 V üzerindeki negatif voltaj, GLCD'nin içinde üretilir;

b) Denetleyici tipi, Şekil 1'deki ile aynıdır. 2.44, a, ancak GLCD pinlerinin pin yapısı ve adı farklı. Kontrastı kontrol etmek için bir sabit direnç R1 yeterlidir. Direnci veri sayfasında belirtilmiştir. Arka ışık parlaklığı ayarlanamaz;

c) HG1 (128×64) grafik ekranının "CSl", "CS2" çıkışları antifaz sinyalleri alır, yani her an, iki piksel kadranından (64×64) yalnızca birine erişilir. İnvertör transistörü VT1, MK hat sayısını azaltır; HAKKINDA

Şekil hakkında 2.44. Grafik LCD modüllerini MK'ye bağlamak için şemalar (son):

d) GLCD HG1 modülü, Toshiba'dan T6963 dahili denetleyicisine sahiptir. Kontrast kontrolü için negatif voltaj harici olarak sağlanır ve direnç R2 tarafından ayarlanır. Direnç R1, arka ışığın parlaklığını belirler. Diyot VD1, ekranı "Vo" girişine +0,7 V'tan daha yüksek bir pozitif voltaj beslemekten korur;

e) GLCD HG1 modülünde Seiko Epson Corp.'un dahili denetleyicisi SED1330 bulunur. Kontrast kontrolü, harici bir iki kutuplu +5 V besleme gerektirir;

f) negatif gerilim kaynağı eşdeğer devresi GLCD. Kontrast, değişken bir direnç R4 ile düzenlenir. Sıcaklık stabilitesi, termistör RK1 tarafından korunur. Direnç R3, sıcaklık karakteristiğini doğrusallaştırır, direnci deneysel olarak seçilir;

g) HG1 LCD grafik modülünün "RES" çıkışı için ilk sıfırlama sinyalinin MK'den sağlanmasına gerek yoktur. Dış zincir R1, C/ tarafından oluşturulabilir. Avantajı, MK portlarının hatlarından tasarruf etmektir.

Kişisel bilgisayarlar, metin ve grafikleri görüntülemek için birden çok biçim kullanır. çeşitli tipler görüntüler. Aşağıda, bir bilgisayarla kullandıkları arayüze bağlı olarak ekranların bir sınıflandırması yer almaktadır.

• Bileşik ekran. Bir adet analog giriş hattına sahiptir. Ekran renkli veya tek renkli olabilir. Video sinyali ekrana NTSC (Ulusal Televizyon Sistemi Komitesi) standardında girer. Bu standart televizyonda da kullanılır. Bileşik ekran, bir CGA video bağdaştırıcısı ile birlikte kullanılır.
• Dijital gösterge. Birden altıya kadar giriş hattına sahiptir. Dijital ekran, n'nin giriş satırlarının sayısına eşit olduğu 2n'ye kadar farklı renk gösterebilir. Bu tip ekranlar EGA ve CGA ile birlikte kullanılabilir.
• Analog RGB ekran. Üç analog giriş hattına sahiptir (kırmızı, yeşil ve mavi renkleri kontrol eder). Her satırdaki voltaj seviyesi, ekrandaki karşılık gelen rengin yoğunluğundan sorumludur. Bir analog ekranın görüntüleyebileceği renk sayısı aslında yalnızca video bağdaştırıcısının yetenekleriyle sınırlıdır. Analog ekran VGA, Super VGA ve XGA ile paylaşılır.

IBM PC/XT/AT ile uyumlu bilgisayarlarda kullanılan en yaygın ekranların parametreleri aşağıdaki tabloda gösterilmektedir:

Tablo 2.1 Ekran türleri

1.1. Tek renkli ekran

Orijinal IBM PC, IBM monokrom ekranı (MD) ve monokrom video bağdaştırıcısı (MDA) ile birlikte geldi. MDA, grafikleri ve farklı renkleri kullanma olanağı sağlamasa da, yüksek çözünürlüğü nedeniyle - 720x350 (EGA'nın sağladığından bile daha yüksektir - 640x350), MDA, metinlerle çalışan uygulamalar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Video sistemlerinin geliştirilmesindeki bir sonraki adım, Hercules Technology, INC tarafından oluşturulmasıydı. IBM'den (MD) tek renkli bir ekranla birlikte kullanılan yeni video bağdaştırıcısı Hercules (Hercules). Bu adaptör MDA ile uyumludur ve kullanıcıya grafik kullanma olanağı sağlar.

IBM tek renkli ekranı ve uyumluları, 50 Hz'lik bir kare hızı kullanır.

1.2. Renkli ekran

IBM renkli ekranı (CD - Renkli Ekran), bir renkli grafik bağdaştırıcısı (CGA) ile birlikte kullanılır ve grafikler için dört renk ve metin için sekiz renk sağlar. Renkli ekranın kendisi on altı farklı rengi görüntüleme yeteneğine sahiptir. Renkli bir ekranın çözünürlüğü tek renkli olandan daha azdır - 640x200 ve karakter boyutu 8 piksel (bir piksel minimum görüntü öğesidir) yükseklik ve 8 piksel genişliktir. Sonuç olarak, karakterlerin ayrı ayrı piksellerden oluştuğu fark edilir. Daha yüksek çözünürlüğe sahip gelişmiş bir renkli ekranın ortaya çıkmasıyla bu dezavantaj ortadan kalktı.

Renkli ekranın kare hızı 60 Hz'dir.

1.3. Geliştirilmiş renkli ekran

Gelişmiş renkli ekran, EGA video bağdaştırıcısı ile kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Geniş bir çözünürlüğe sahiptir - 640x350 ve görüntüleyebilir büyük miktar(64 üzerinden 16'sı) normal bir renkli ekrandan daha renklidir. Semboller 8 piksel genişliğinde ve 14 piksel yüksekliğindedir.

1.4. Çok frekanslı renkli ekran

Bu ekran, farklı kare hızlarıyla çalışabilme özelliğine sahiptir, bu da farklı çözünürlüklere sahip modları desteklemenizi sağlar. Tipik olarak, bu ekranların çözünürlüğü 640x350 (EGA'ya karşılık gelir) ve daha yüksek - 640x400, 640x480, 800x600, 1024x768. Son iki mod, yalnızca Super VGA ve XGA video bağdaştırıcıları tarafından uygulanır.

Çoklu frekanslı renkli ekran, gelişmiş renkli ekrandan daha fazla renk üretebilir. Dijital modda çalışırken ECD ile aynı 64 renge sahiptir ve analog modda çalışırken neredeyse sınırsız sayıda renk gösterebilir. Çoğu çoklu frekans ekranı VGA ile kullanılabilir. İlk NEC çok frekanslı ekran modelleri, VGA video bağdaştırıcısını desteklemiyordu.

1.5. VGA ekran

IBM, VGA video bağdaştırıcısı için, şu özelliklere sahip bir analog RGB ekran geliştirdi: yüksek çözünürlük, yanı sıra yüksek çözünürlüklü monokrom analog ekran. Tek renkli bir ekranda, farklı renkler farklı gri tonlarıyla temsil edilir. Bu iki ekran (tek renkli ve renkli) birbirinin yerine kullanılabilir - ekranlardan biri için yazılan uygulamalar diğer ekranla çalışabilir.