LCD monocromo. Programación de adaptadores de video CGA, EGA y VGA

1.5. pantalla vga

Las computadoras personales se utilizan para mostrar texto y imágenes gráficas alguno varios tipos pantallas. La siguiente es una clasificación de las pantallas según la interfaz que utilizan con una computadora.

• Pantalla compuesta. Tiene una línea de entrada analógica. La pantalla puede ser a color o monocromática. La señal de video ingresa a la pantalla en el estándar NTSC (Comité Nacional del Sistema de Televisión). este estándar también se utiliza en la televisión. La pantalla compuesta se usa junto con un adaptador de video CGA.
• Pantalla digital. Tiene de una a seis líneas de entrada. La pantalla digital puede mostrar hasta 2n colores diferentes, donde n es igual al número de líneas de entrada. Este tipo de pantalla se puede utilizar con EGA y CGA.
• Pantalla analógica RGB. Tiene tres líneas de entrada analógicas (que controlan los colores rojo, verde y azul). El nivel de voltaje en cada línea es responsable de la intensidad del color correspondiente en la pantalla. La cantidad de colores que puede mostrar una pantalla analógica en realidad está limitada solo por las capacidades del adaptador de video. La pantalla analógica se comparte con VGA, Super VGA y XGA.

Los parámetros para las pantallas más comunes utilizadas en computadoras compatibles con IBM PC/XT/AT se muestran en la siguiente tabla:

Mostrar	Adaptador de vídeo compatible con pantalla	Número de colores	Resolución en modo texto	Resolución en modo gráfico
Monocromo (DM)	MDA, Hércules, EGA	2	80x25	640x350 720x350 720x348
Color (CD)	CGA, EGA	16	40x25 80x25	320x200 640x200
Color mejorado (ECD)	CGA, EGA	16 de 64	80x25	320x200 640x200 640x350
digitales multifrecuencia	CGA, EGA	16 de 64	40x25 80x25	320x200 640x200 640x350
Analógico multifrecuencia	vga	256	80x25	640x480 800x600
VGA a color	vga	256	40x25 80x25	320x400 640x400
VGA monocromática	vga	256	40x25 80x25	320x350 640x350 720x350 720x400 720x480

Tabla 2.1 Tipos de pantalla

1.1. pantalla monocromática

La PC IBM original venía con una pantalla monocromática (MD) de IBM y un adaptador de video monocromático (MDA). Aunque MDA no brinda la capacidad de usar gráficos y diferentes colores, pero debido a la alta resolución, 720x350 (que es incluso más alta que la que brinda EGA, 640x350), MDA se usa ampliamente para aplicaciones que trabajan con textos. El siguiente paso en la mejora de los sistemas de video fue la creación por parte de Hercules Technology, INC. nuevo adaptador de video Hercules (Hercules), utilizado junto con una pantalla monocromática de IBM (MD). Este adaptador es compatible con MDA y brinda al usuario la capacidad de usar gráficos.

La pantalla monocromática de IBM y las compatibles utilizan una velocidad de fotogramas de 50 Hz.

1.2. Pantalla a color

La pantalla a color de IBM (CD - Pantalla a color) se utiliza junto con un adaptador de gráficos a color (CGA) y proporciona cuatro colores para gráficos y ocho colores para texto. La pantalla a color en sí tiene la capacidad de mostrar dieciséis colores diferentes. La resolución de una pantalla a color es menor que la de una monocromática: 640x200 y el tamaño de los caracteres es de 8 píxeles (un píxel es el elemento mínimo de la imagen) de alto y 8 píxeles de ancho. Como resultado, se nota que los caracteres consisten en píxeles individuales. Con la llegada de una pantalla a color mejorada con una resolución más alta, se ha eliminado este inconveniente.

La pantalla a color tiene una velocidad de fotogramas de 60 Hz.

1.3. Pantalla a color mejorada

La pantalla a color mejorada está diseñada para usarse con el adaptador de video EGA. Tiene una gran resolución - 640x350 y puede mostrar gran cantidad colores (16 de 64) que una pantalla a color normal. Los símbolos tienen 8 píxeles de ancho por 14 píxeles de alto.

1.4. Pantalla a color multifrecuencia

Esta pantalla tiene la capacidad de trabajar con diferentes velocidades de cuadros, lo que le permite admitir modos con diferentes resoluciones. Por lo general, estas pantallas tienen una resolución de 640x350 (que corresponde a EGA) y superior: 640x400, 640x480, 800x600, 1024x768. Los dos últimos modos se implementan solo con adaptadores de video Super VGA y XGA.

La pantalla a color multifrecuencia puede reproducir más colores que la pantalla a color mejorada. Cuando opera en modo digital, tiene los mismos 64 colores que ECD, y cuando opera en modo analógico, puede mostrar una cantidad casi ilimitada de colores. La mayoría de las pantallas multifrecuencia se pueden usar con VGA. Los primeros modelos de pantalla multifrecuencia de NEC no admitían el adaptador de video VGA.

1.5. pantalla vga

Para el adaptador de video VGA, IBM desarrolló una pantalla RGB analógica con alta resolución, así como una pantalla analógica monocromática de alta resolución. En una pantalla monocromática, los diferentes colores están representados por diferentes tonos de gris. Estas dos pantallas (monocromática y en color) son intercambiables: las aplicaciones escritas para una de las pantallas pueden funcionar con la otra pantalla.

El primer televisor en blanco y negro con pantalla LCD apareció en 1976 (Sharp) y tenía una pantalla de 160 × 120 píxeles. La idea de usar tales pantallas en diseños de aficionados durante mucho tiempo se topó con un problema banal: es demasiado costoso para el desarrollo doméstico. En los últimos años, la situación ha cambiado radicalmente y las pantallas LCD gráficas monocromáticas GLCD (pantalla gráfica de cristal líquido) se han vuelto un poco más caras que las alfanuméricas.

Las ventajas de los indicadores gráficos sobre los indicadores simbólicos son obvias, porque le permiten mostrar una imagen de mapa de bits bidimensional con una imagen realmente reconocible. La velocidad del MK moderno es suficiente para jugar en la pantalla LCD incluso Transmitiendo video. ¿Por qué no un análogo del primer televisor en blanco y negro en una versión de microcontrolador de bolsillo?

De los muchos parámetros por los que se elige el GLCD, el tipo de controlador de gráficos interno es importante. De él dependen el sistema de mando, la interfaz física y el algoritmo del software.

Se conocen alrededor de una docena de variedades de controladores LSI de diferentes fabricantes. En comparación con los módulos LCD "alfanuméricos", el GLCD tiene una innovación: puede haber varios controladores y se complementan con un controlador de segmento. Se forma un par, que puede considerarse como un "chipset", por analogía con placas base Computadoras personales.

En GLCD comunes compatibles con el sistema de comando del controlador KS0108 ( Samsung), el conjunto de chips se indica con la fracción KS0107/KS0108 o KS0107B/KS0108B. Los desarrolladores experimentados saben que el nombre "KS0107" se refiere al controlador de segmento y "KS0108" se refiere al controlador maestro. A veces, los documentos indican solo el tipo de controlador KS0108, considerando que la presencia de un chip de controlador en placa de circuito impreso La pantalla LCD es evidente.

en la fig. 2.43 muestra un diagrama de bloques de un GLCD del estándar KS0107/KS0108 con un diseño de 128 × 64 píxeles. La base es una matriz de elementos LCD, dispuestos en ancho en 128 columnas y en alto en 64 líneas. Para iluminar cada uno de los 8192 puntos de la pantalla, necesita 192 interruptores de transistor, que se encuentran en un controlador KS0107 y dos controladores KS0108. Cada controlador tiene una memoria RAM interna con una capacidad de 4 Kbps, así como una lógica para interactuar con dispositivos externos. A su vez, el controlador genera una cuadrícula de señales de reloj para todo el sistema desde el oscilador RC maestro (detalles en).

Arroz. 2.43. esquema estructural GLCD con organización de 128x64 píxeles.

¿Por qué el GLCD tiene dos chips controladores y no uno? Se puede suponer que a efectos de unificación, ya que cada uno de ellos se encarga de su propio cuadrante de 64×64 píxeles. Al aumentar proporcionalmente el número de cuadrantes, puede obtener cualquier tamaño de pantalla desde 64x64 hasta 640x480 píxeles.

Las pantallas LCD gráficas tienen, como atributo obligatorio, un luz de fondo LED pantalla. Su color determina el fondo de la imagen. Por ejemplo, letras negras sobre fondo amarillo. No hay un generador de caracteres cosidos del alfabeto en la pantalla. El propio programador debe formar letras, números, símbolos, signos. El alfabeto puede ser cualquiera conocido en el mundo, y no hay exageración aquí.

Desafortunadamente, falta la unificación en el pinout y los nombres de los pines, incluso y GLCD con el mismo controlador. Este es un inconveniente que te hace estudiar cuidadosamente las hojas de datos. En mesa. 2.6, por ejemplo, se recopila una colección de designaciones de señales encontradas en GLCD compatibles con KS0107 / KS0108. Se debe prestar especial atención al nombre completo de la pantalla. Por ejemplo, Winstar WG12864A tiene un controlador KS0108 y WinstarWG12864D tiene un controlador T6963C, que tiene un sistema de comando completamente diferente. Hay GLCD con una fuente de alimentación reducida de +2.4 ... +3.6 V. Sucede que la luz de fondo funciona con +5 V, y el indicador funciona con +3 V, etc.

Tabla 2.6. Decodificación de señales GLCD del estándar KS0107/KS0108

Los circuitos eléctricos para conectar GLCD a MK son similares entre sí, incluso con diferentes "chipsets" en el interior (Fig. 2.44, a ... g), sin embargo software será fundamentalmente diferente. Para controlar el brillo de la luz de fondo, por analogía, puede usar el circuito discutido anteriormente de la Fig. 2.42, a…p.

a) un diagrama de cableado típico para un módulo GLCD compatible con el sistema de comando KS0108. El bus de datos "DB0" ... "DB7" es bidireccional. La resistencia L2 establece el brillo de la luz de fondo. La resistencia R1 ajusta el contraste de una pantalla completamente brillante a una completamente oscura. El voltaje negativo en el pin "UEE" -5 ... -8 V se genera dentro del GLCD;

b) El tipo de controlador es el mismo que en la Fig. 2.44, a, pero el pinout y el nombre de los pines GLCD son diferentes. Para controlar el contraste, una resistencia constante R1 es suficiente. Su resistencia está indicada en la ficha técnica. El brillo de la retroiluminación no es ajustable;

c) las salidas "CSl", "CS2" de la pantalla gráfica HG1 (128×64) reciben señales en contrafase, es decir en cada instante de tiempo se accede a uno solo de los dos cuadrantes de píxeles (64×64). El transistor inversor VT1 reduce el número de líneas MK; ACERCA DE

Acerca de la fig. 2.44. Diagramas para conectar módulos LCD gráficos a MK (fin):

d) El módulo GLCD HG1 tiene un controlador interno T6963 de Toshiba. El voltaje negativo para el control de contraste se suministra externamente y se ajusta mediante la resistencia R2. La resistencia R1 determina el brillo de la luz de fondo. El diodo VD1 protege la pantalla del suministro de una tensión positiva superior a +0,7 V en la entrada “Vo”;

e) El módulo GLCD HG1 tiene un controlador interno SED1330 de Seiko Epson Corp. El control de contraste requiere un suministro bipolar externo de +5 V;

f) circuito equivalente de fuente de tensión negativa GLCD. Contraste ajustable resistencia variable R4. La estabilidad de la temperatura es mantenida por el termistor RK1. La resistencia R3 linealiza la característica de temperatura, su resistencia se selecciona experimentalmente;

g) La señal de reset inicial para la salida "RES" del módulo gráfico LCD HG1 no necesita ser suministrada desde el MK. Puede estar formado por la cadena externa R1, C/. La ventaja es el ahorro de líneas de puertos MK.

monitores monocromáticos significativamente más baratos que los de color, tienen una imagen más clara y de mayor resolución, permiten mostrar decenas de tonos de gris y son menos dañinos para la salud humana. Por lo tanto, muchos programadores profesionales ellos los prefieren.

Entre los monocromáticos más utilizados:

● monitores monocromáticos de control directo que proporcionan alta resolución cuando muestran texto y caracteres pseudográficos, pero que no están destinados a la formación de imágenes gráficas construidas a partir de píxeles individuales; trabajar juntos solo con controladores de video monocromáticos;

● los monitores monocromáticos compuestos brindan una visualización de alta calidad de caracteres y informacion grafica al trabajar con color adaptador gráfico(pero, por supuesto, dan una imagen monocromática, generalmente verde o ámbar).

La resolución más alta con buenos medios tonos de los monitores utilizados actualmente son los monitores compuestos monocromáticos con una imagen en blanco y negro del tipo "papel blanco" (utilizados a menudo en los sistemas de autoedición); su resolución, cuando se combina con un buen adaptador de video, supera los 1600 x 1200 píxeles.

monitores a color

Un monitor CRT a color utiliza tres cañones de electrones, a diferencia de los monitores monocromáticos, que utilizan un solo cañón. Cada cañón es responsable de uno de los tres colores primarios: rojo (Rojo) verde (verde) y azul (Blue), mezclando todos los demás colores y tonos de color, se crean hasta 16 millones de tonos diferentes proporcionados por el estándar TrueColor. El fósforo de un tubo de color contiene pequeños grupos de puntos, cada uno de los cuales contiene tres tipos de elementos (de ahí el nombre del grupo de elementos de fósforo: tríadas), brillando con estos colores primarios, y el flujo de electrones de cada cañón de electrones se dirige a los grupos de puntos correspondientes. Estos monitores a veces se denominan monitores RGB, por las primeras letras de los nombres de los colores primarios que forman el espectro.

Un haz de electrones destinado a elementos de fósforo rojo no debe afectar a un fósforo verde o azul. Para lograr tal

acción, se utiliza una máscara especial, cuya estructura depende del tipo de cinescopios diferentes fabricantes, proporcionando discreción (ráster) de la imagen.

CRT se puede dividir en dos clases:

●con una disposición en forma de delta de cañones de electrones;

● con una disposición plana de cañones de electrones.

A menudo, un CRT (tubo) con una disposición plana de cañones de electrones también se denomina CRT con haces autoconvergentes, ya que el efecto campo magnético el terreno en una viga triplanar es casi el mismo, y al cambiar la posición del tubo en relación con este campo, no se requieren ajustes adicionales. Estos teléfonos utilizan dos tipos de máscaras: 0 “Máscara de sombra”;

● "Máscara de ranura" (máscara de hendidura).

La máscara de sombra es el tipo de máscara más común para los monitores CRT. La máscara de sombra es una malla metálica frente a la pantalla de un tubo de vidrio con una capa de fósforo. Los orificios en la malla metálica aseguran que el haz solo alcance los elementos de fósforo requeridos y solo en ciertas áreas. La distancia mínima entre elementos de fósforo del mismo color se denomina paso de punto. La máscara de sombra se utiliza en muchos monitores modernos, en particular Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, ViewSonic.

La máscara de hendidura consta de conductores metálicos paralelos frente a la pantalla de un tubo de vidrio con una capa de fósforo. Los espacios entre los conductores aseguran que el haz incida exactamente en las tiras requeridas de la pantalla. Los elementos de fósforo están ubicados en celdas elípticas verticales, y la máscara está hecha de líneas verticales. Las franjas verticales están, de hecho, divididas en celdas elípticas que contienen grupos de elementos de fósforo en tres colores primarios. La distancia mínima entre dos celdas se denomina paso de ranura. La máscara de hendidura se utiliza, además de los monitores NEC (el desarrollador de esta tecnología), en los monitores de pantalla plana Panasonic PureFlat y en los monitores de pantalla plana LG Flatron.

Sony ha desarrollado tubos Aperture Grill planos, más conocidos como tubos Trinitron. La rejilla de apertura es una rejilla metálica de líneas verticales. En lugar de celdas elípticas, la pantalla contiene una serie de filamentos que consisten en elementos de fósforo en tres colores primarios dispuestos en franjas verticales. Este sistema proporciona un alto contraste de imagen y una buena saturación de color, que en conjunto proporcionan alta calidad monitores con tubos basados ​​en esta tecnología. La máscara utilizada en los teléfonos Sony, así como en CTX, Mitsubishi, ViewSonic, es una lámina delgada en la que se cortan líneas verticales delgadas. Se apoya en uno (en monitores grandes, en varios) hilos de alambre horizontales, cuya sombra es visible en la pantalla. Este cable se utiliza para amortiguar las vibraciones y se denomina hilo amortiguador (estabilizador) (cable amortiguador).

La distancia mínima entre dos hilos de un solo color en la pantalla se denomina paso de franja. Los conceptos presentados anteriormente: "paso de punto", "paso de rendija", "paso de tira" pueden asociarse con el término general más común "tamaño de grano", que se analiza a continuación.

Como monitores de color También se utilizan monitores de color compuestos, que proporcionan tanto color como gráficos, pero Con resolución bastante baja.

Los monitores RGB son de mayor calidad, con alta resolución y detalles gráficos y de color, tienen su propio cable para cada una de las principales señales de color (en los compuestos, las tres señales de color pasan por un solo cable).

Los monitores RGB funcionan junto con un controlador de gráficos en color. Tres tipos de monitores de video, CD (Pantalla a color), ECD (CD mejorado) y PGS (Sistema de gráficos profesionales), definieron el estándar para monitores a color de uso generalizado, pero solo estos últimos merecen atención en la actualidad.