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
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
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
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 0-0.7V
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 60-120Hz
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
Nêu nguyên tắc hoạt động của màn hình CRT
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?
Để điều khiển màn hình VGA, cần ít nhất những tín hiệu điều khiển nào?
Cho biết 8 màu cơ bản nếu sử dụng tín hiệu R,G,B với 1bit (0 = 0V; 1 = 0.7V)
Với 3 tín hiệu R,G,B, làm sao để tạo 64 màu khác nhau?
Giả sử cần quét màn hình VGA 640x480, tổng số xung quét ngang và dọc là bao nhiêu? độ rộng xung HS, VS?
Để quét màn hình 1024x768, tổng số xung HS và VS là bao nhiêu trong 1 chu kỳ quét?
Hãy thiết kế giản đồ xung cho tín hiệu quét màn hình SVGA 800x600 với tần số CLK 50MHz
Thiết kế giản đồ xung cho bộ tạo bảng màu (pattern generator) gồm 8 sọc màu cơ bản.