計算機接到CRT顯示器的信號由三色R.G.B標準信號和行、場同步信號組成,但無法直接驅(qū)動圖形LCD顯示器,原因是兩者的時鐘、掃描方式、數(shù)據(jù)格式等都不相同。在此介紹一種由1.3微米工藝制作的大規(guī)模集成電路芯片HD66840F,它是專用LCD視頻驅(qū)動芯片,能把用于CRT顯示的三色R.G.B.標準信號轉(zhuǎn)換成LCD顯示的數(shù)據(jù)信號。它能使LCD直接替代CRT顯示而不需作任何變動,本電路不僅能控制TN型LCD,而且還可以控制TFT型LCD,同時兼容單色或彩色顯示屏,最大顯示分辨率可達到720×512點。

1 芯片結(jié)構(gòu)及主要性能

圖1為芯片內(nèi)部的邏輯框圖。

芯片的主要功能包括：

（1）把標準視頻信號轉(zhuǎn)換成LCD驅(qū)動數(shù)據(jù)信號,以適應(yīng)單色顯示、8級灰度顯示和8色彩顯。

（2）可選擇控制器的不同控制方式,即引腳編程方式和內(nèi)部寄存器編存方式（通過MCU或ROM）。

（3）可通過編程控制不同點陣的顯示屏,其范圍為：

行：4～1024點 列：32～4048點（4～506字符）

（4）能夠由標準視頻信號的行同步信號HSYNC和場同步信號VSYNC產(chǎn)生LCD顯示所需的顯示時鐘信號。

（5）內(nèi)部鎖相環(huán)路能產(chǎn)生驅(qū)動液晶屏所需的點時鐘信號（需要外接電荷泵電路、低通濾波器及壓控振蕩器）。

2 應(yīng)用系統(tǒng)框圖

圖2是一個計算機通過LVIC驅(qū)動LCD的原理框圖,整個系統(tǒng)都在微機外面。

LVIC把來自計算機的驅(qū)動CRT的R.G.B.串行信號轉(zhuǎn)變成并行信號寫入緩沖寄存器中,然后再依次讀出并輸出到LCD驅(qū)動器中。這里串行信號的閂鎖信號即點時鐘信號（DOTCLK）是由鎖相環(huán)路（PLL）以行同步為基準時鐘產(chǎn)生的,其頻率由PLL電路的分頻比寄存器（R10、R11）決定。

3 各種顯示功能的控制

3.1 編程方式

有兩種方法可以用來控制LVIC的顯示功能,即引腳接線編程和內(nèi)部寄存器編程。

引腳接線編程把相關(guān)引腳接不同的電位以控制系統(tǒng)的顯示功能。這樣設(shè)計雖簡單,但使用中無法改變和調(diào)整。

內(nèi)部寄存器編程通過MPU或ROM把數(shù)據(jù)寫入顯示芯片的內(nèi)部寄存器,可以靈活、方便地通過程序來設(shè)定和改變系統(tǒng)的顯示功能。圖3是使用4bit微處理芯片和ROM編程的連接圖。由于LVIC的MPU總線與z80系列的控制總線兼容,它也能直接與其它MPU的總線相連。

3.2 屏幕尺寸

屏幕顯示線點數(shù)可以通過引腳或內(nèi)部寄存器編程來選定。

在引腳接收編程方式下,用戶可通過XDOT腳在水方方向選用640點或720點（80或90字符）,而通過YL2～YL0引腳選擇垂直行數(shù)為200、350、400、480、512或540。

    當通過內(nèi)部寄存器編程法選擇屏幕象素時,通過寄存器R6、R7在水平方向可從32～4048點間任選一偶數(shù)（4～506個字符）,垂直方向可通過垂直行顯寄存器R2、R3及R4的高兩位數(shù)來選擇掃描行數(shù),范圍為4～1028行中的任一偶數(shù)。

3.3 存儲器選擇

用戶可以采用8KB、32KB或64KB的SRAM作為LVIC的緩沖存儲器。因為LVIC有一片選信號,因此不需外接任何譯碼電路。

存儲器的大小由屏幕尺寸而定。存儲容量（bytes）=Nhd×Nvd。

Nhd：水平方向顯示的字符數(shù);Nvd：垂直方向顯示的行數(shù)

例如：640×200點屏顯時,需16KB存儲器,因為顯示80個字符、200行（8個點組成一個字符）。因此每一顯示平面就需2片HM6264（8KB存儲器）。若單色8灰度顯示,則只需把MCS0及MCS1分別與二片存貯器連接。彩顯時,則需三套顯示頁面的存儲器。如圖4所示。

    3.4 主要顯示模式

LVIC支持16種顯示模式,由引腳DM0～DM3的狀態(tài)而定。顯示模式的內(nèi)容包括：把適用于CRT顯示的R.G.B.信號轉(zhuǎn)變成單色顯示、8級灰度顯示或8色彩色顯示;顯示彩色時LCD輸出數(shù)據(jù)的類型,如何設(shè)定LCD驅(qū)動器,如何安排彩色信號（彩條的形式）及輸出交變信號的類型等。

（1）單色顯示

在這種顯示模式中,顯示色只有黑、白兩種,是由CRT顯示中的R.G.B.信號相“或”后決定顯示的黑、白。其顯示關(guān)系見表1。

表1 單色顯示

CRC顯示 LCD顯示
R G B CRT顯示顏色 ON/OF F 顏色
1 1 1 白 ON 黑
1 1 0 黃 ON 黑
0 1 1 青 ON 黑
0 1 0 綠 ON 黑
1 0 1 品紅 ON 黑
1 0 0 紅 ON 黑
0 0 1 藍 ON 黑
0 0 0 黑 OFF 白

（2）8級灰度顯示

在這一顯示模式中,LVIC根據(jù)原CRT顯示信號的色彩（亮度）把輸出信號劈分成8級灰度。其顯示關(guān)系如表2。

（3）8色彩顯

在彩顯模式中LVIC可通過LCD屏上的每個R.G.B.象素顯示8色信號,其8色與CRT顯示的完全一樣。在彩顯時,有兩種彩條排列形式,即水平彩條排列和垂條彩色排列。不同的LCD屏LVIC將采用不同的R.G.B.信號輸送方式,以便與LCD象點的排列相吻合。

    3.5 使用注意事項

（1）LVIC的復(fù)位端RES用于開機的復(fù)位,其復(fù)位信號至少應(yīng)保持1微秒。復(fù)位端并不影響寄存器的內(nèi)容,因此即使在復(fù)位期間MPU也可對寄存器進行讀寫。

（2）當采用內(nèi)部寄存器編程控制方式時,在復(fù)位后只有當寄存器寫入數(shù)據(jù)后才能正常運行,否則會出現(xiàn)顯示不規(guī)則現(xiàn)象。

（3）由于LVIC時大規(guī)模CMOS電路各輸入引腳不能懸空,都須按要求連接。

    應(yīng)用本電路可以直接將LCD顯示器同計算機主板或工控機相連,以便用LCD顯示器直接替代CRT電腦顯示屏。在工業(yè)控制和嵌入式控制系統(tǒng)的應(yīng)用中,給電路設(shè)計提供了很大的便利。