微機(jī)接口技術(shù)第06章

1、微機(jī)接口技術(shù)第六章：視頻顯示接口制作：董方武 第六章：視頻顯示接口 本章主要內(nèi)容一、顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理和參數(shù) 二、視頻方式及視頻接口的基本類型 三、各類視頻方式的原理及主要性能參數(shù) 四、視頻接口電路的組成及其工作原理 五、常見(jiàn)視頻接口適配器的主要性能參數(shù) 六、現(xiàn)代微機(jī)系統(tǒng)中視頻顯示接口卡中的新技術(shù) 6.1顯示系統(tǒng)的組成及其工作原理6.1.1 顯示系統(tǒng)的組成 一、組成：由顯示控制適配器和顯示器（即監(jiān)示器）組成。 二、發(fā)展：早期：集成在主機(jī)板系統(tǒng)中；現(xiàn)代：?jiǎn)为?dú)適配卡。三、顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：如下圖。 6.1.2 顯示系統(tǒng)的工作原理 一、工作原理：以VGA顯示系統(tǒng)為例。 如下圖所示。顯示接口卡從

2、主機(jī)接受顯示輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理和變換然后輸出。顯示器從VGA顯示卡的輸出端口接收紅（R）、藍(lán)（B）、綠（G）三色模擬信號(hào)及行同步信號(hào)（H.SYNC）和場(chǎng)同步信號(hào)（V.SYNC）并對(duì)它們進(jìn)行不同的處理后送到CRT（陰極射線管），才可以在屏幕上顯示出字符和圖像 。二、顯示系統(tǒng)組成部分及各部分功能：1、VGA顯示卡：又稱顯示接口適配器。是顯示器與計(jì)算機(jī)之間的接口電路，作用就是將主機(jī)輸出的數(shù)字顯示信息轉(zhuǎn)換成幅度比較強(qiáng)的模擬顯示信號(hào)。2、視頻處理電路：放大顯示卡送來(lái)的視頻信號(hào)。然后送到CRT顯像管陰極，使顯示卡字符發(fā)生器產(chǎn)生的字符信號(hào)在屏幕上顯示出來(lái)。3、場(chǎng)振蕩電路：是一個(gè)自由振蕩電路，產(chǎn)生一個(gè)頻率為5

3、0120Hz（可調(diào)）的鋸齒波信號(hào)。并受場(chǎng)同步脈沖控制，保持在60Hz以上。 4、場(chǎng)輸出電路：將場(chǎng)振蕩電路的輸出進(jìn)行放大，在場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生鋸齒波電流，使CRT中的電子束作垂直方向運(yùn)動(dòng)，即場(chǎng)掃描。 5、行振蕩電路：產(chǎn)生30KHz50KHz行頻脈沖電壓，送到行輸出電路。其振蕩頻率受行同步信號(hào)的控制。 6、行輸出電路：將行頻脈沖進(jìn)行放大，在行偏轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生鋸齒波電流，控制CRT中電子束作水平方向運(yùn)動(dòng)，即行掃描。7、中、高壓發(fā)生電路：利用行掃描的逆程脈沖，在回掃變壓器的副連產(chǎn)生幅值很高的高頻電壓，進(jìn)行整流后便得到直流高壓和中壓電壓。作為CTR的第二陽(yáng)極電壓、CTR的聚集和加速電壓。8、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路：將

4、交流電變換為顯示各個(gè)電路所需的直流電壓，給顯示器各個(gè)電路單元提供電能。 6.2 顯示器的類型及性能參數(shù) 6.2.1 顯示器的類型 一、類型：1、按屏蔽結(jié)構(gòu)分類：CRT陰極射線管式、LCD液晶式顯示器。 2、按色彩形式分類：?jiǎn)紊@示器和彩色顯示器。3、按視頻信號(hào)的輸入形式分類：數(shù)字式、模擬式顯示器 。4、按分辯率分類：高分辯率、低分辯率顯示器。5、按顯示方式分類：MDA、CGA、EGA、VGA、SVGA及XGA等。 二、CTR與LCD顯示器的特點(diǎn)：1、CTR顯示器：顯示效果好、動(dòng)態(tài)范圍大、圖形顯示效果好、成本較低，但其體積大、功耗大，主要應(yīng)用在臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)中和圖形處理領(lǐng)域； 2、LCD顯示器：體積

5、小、功耗低、攜帶方便，但其成本高，動(dòng)態(tài)效果較差，主要用于便攜式計(jì)算機(jī)中；6.2.2 顯示器的工作原理 一、工作原理：顯示器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理同電視機(jī)的工作原理基本相同。 二、顯示適配器與顯示器間接口信號(hào)定義： 顯示接口卡與顯示器之間的數(shù)據(jù)聯(lián)接采用9根或15根數(shù)據(jù)線聯(lián)接。并用D型插頭與顯示接口卡進(jìn)行物理連接。如下圖和下表所示： 顯示器數(shù)據(jù)接插件信號(hào)配置表引腳編號(hào)MDA（單色）CGA（標(biāo)準(zhǔn)彩色）EGA（增強(qiáng)）VGA（模擬）123456789101112131415 GND 保留 保留 保留 強(qiáng)度 視頻 水平同步 垂直同步GNDGND紅色綠色藍(lán)色強(qiáng)度保留水平同步垂直同步 GND 次紅色 紅色 綠色

6、 藍(lán)色 次綠色 次藍(lán)色 水平同步 垂直同步紅色綠色藍(lán)色保留自檢紅色返回綠色返回藍(lán)色返回 保留 GND GND 保留水平同步垂直同步 保留6.2.3 有關(guān)顯示器性能的幾個(gè)參數(shù) 1、像素：俗稱點(diǎn)。是屏幕顯示（按像素點(diǎn)）的最小單位，像素點(diǎn)的排列組成了字符點(diǎn)陣。2、點(diǎn)時(shí)鐘：又稱點(diǎn)頻或刷新頻率，是指屏幕光點(diǎn)出現(xiàn)的速率。視頻適配器所產(chǎn)生的視頻信號(hào)提供光點(diǎn)掃描的速率，也是顯示器所能承受的電子束最大的開(kāi)關(guān)（即刷新）速度。一般在幾十MHz以上。3、分辯率：分辯率是指一幀屏幕擁有的水平像素的數(shù)目垂直像素的數(shù)目。如1024768。分辯率又稱點(diǎn)距，指顯示器中相鄰像素之間的距離，如0.24即指相鄰像素之間的距離為0.2

7、4mm。顯示器的點(diǎn)距越小，則其分辯率越高。4、水平掃描頻率：水平偏轉(zhuǎn)板移動(dòng)一行的速度，由點(diǎn)時(shí)鐘水平分辯率決定。5、垂直掃描頻率：垂直偏轉(zhuǎn)板移動(dòng)一列（掃描一幀）的速度，由水平掃描率垂直分辯率決定。幾種常見(jiàn)顯示器的性能參數(shù)顯示器類別分辯率點(diǎn)時(shí)鐘水平掃描頻率垂直掃描頻率MDACGAEGAVGASVGAXGA7203506402006403506404808006001024768 163MHz 143MHz 163MHz 312MHz 400MHz 600MHz 184KHz 157KHz 219KHz 375KHz 379KHz 484KHz50Hz60Hz60Hz72Hz60Hz70Hz6.3

8、視頻標(biāo)準(zhǔn)及視頻接口的基本類型 6.3.1 顯示控制適配器標(biāo)準(zhǔn)1、單色顯示適配器MDA（Mnoochrome Display Adapter）：它是單色字符顯示器的顯示控制適配器，整個(gè)屏幕可以顯示80列25行字符，每個(gè)字符為914點(diǎn)陣，分辨率為720350，不能兼容圖形方式。它是第一代PC機(jī)的顯示標(biāo)準(zhǔn)。2、彩色圖形適配器CGA（Colourraghic Adapter）：它是最早出現(xiàn)的一種彩色圖形適配器，可兼容圖形與字符兩種顯示方式，字符采用88點(diǎn)陣。在圖形方式下分辯率為 640200、2種顏色，或 320200、4顏色。CGA最多可顯示的顏色為16種。早期的 PC/XT機(jī)配置該標(biāo)準(zhǔn)的顯示方式。

9、3、增強(qiáng)型圖形適配器EGA(Enhanced Graghic Adapter)：它能兼容 CGA的所有功能。字符顯示采用 814點(diǎn)陣，圖形方式下的分辨率為 640350、16種顏色。 EGA最多可顯示的顏色為 64種。4、視頻圖形陣列VGA(Video Graghic Array)：它是作 IBM PS/2的顯示系統(tǒng)而提出來(lái)的，并且安裝在主機(jī)板上，后來(lái)才做成了單獨(dú)的 VGA顯示卡。 VGA能兼容 CGA、 EGA，字符顯示采用 916點(diǎn)陣，圖形方式下分辨率為 640480、 16種顏色，或 320200、 256種顏色。這種標(biāo)準(zhǔn)也稱作“標(biāo)準(zhǔn) VGA”。典型的產(chǎn)品有 COMPAQ公司的 AVGA

10、。與前三種視頻標(biāo)準(zhǔn)不同的是： VGA 顯示卡輸出的視頻信號(hào)為模擬信號(hào)，同步信號(hào)仍為數(shù)字信號(hào)。5、超級(jí)VGA：它與 VGA完全兼容，還具有很多非標(biāo)準(zhǔn)的顯示方式，可獲得更高的分辨率，如圖形方式下分辯率可達(dá) 1024768甚至更高、256種顏色甚至64M真彩。對(duì)應(yīng)產(chǎn)品有 SVGA、TVGA等，這些新的顯示標(biāo)準(zhǔn)都向下兼容 CGA、EGA。6.3.2 其它幾種適配器1、：大力神圖形卡（ercules Graphic Card）。Hgc卡是一種既能工作于文本模式，又支持圖形模式的單色卡。它與圖形標(biāo)準(zhǔn)不兼容，應(yīng)用程序必須專門編寫(xiě)程序來(lái)支持它。2、：專用的圖形適配器。它是率先在顯示卡中引入智能，后來(lái)導(dǎo)致發(fā)展成

11、圖形加速板，成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備”。3、：甚高分辨率圖形適配器。目前它的大部分功能都被所取代。4、：擴(kuò)充的圖形陣列。是公司研制的運(yùn)行于總線上的專用適配器?？刂破骷嫒軻GA并具有先進(jìn)的硬件圖形能力，支持圖形用戶接口（），比如像WINDOWS和OS等圖形管理軟件。6.3.3 關(guān)于視頻顯示的幾個(gè)概念像素（ixes）：即圖像元素（Picture Elements），指顯示屏幕上顏色和亮度可以被控制的最小單元，即一個(gè)圓點(diǎn)。每一像素對(duì)應(yīng)于顯示內(nèi)存存儲(chǔ)單元的一個(gè)位（it）。分辨率（Resolution）：分辨率是一個(gè)反映顯示質(zhì)量的主要參數(shù)，一般地將其表示為屏幕上水平方向顯示的像素?cái)?shù)與垂直方顯示像素?cái)?shù)的

12、乘積。例如，若水平方向可顯示個(gè)象素，垂直方向可顯示個(gè)像素，則其分辨率為。這是一種對(duì)顯示方式的描述方法，它受屏幕尺寸大小的影響。決定單色顯示器分辨率的因素有兩個(gè)：行頻和視頻輸出的頻帶寬度。視頻模式（Video mode）：分為文本（Text）和圖形（Graphics）兩種類型。文本模式下屏幕被劃分為矩形的字符位置屏幕的橫向?yàn)榱凶址?；圖形模式下屏幕被分為由許多很小的點(diǎn)（即像素）構(gòu)成的點(diǎn)陣，使用這此點(diǎn)可以在屏幕上構(gòu)成任何圖案（包括字符）。 6.4 視頻方式 視頻方式：是用來(lái)描述顯示系統(tǒng)中各部分的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，視頻方式一般由一組數(shù)據(jù)所組成，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)代表著各視頻方式的一項(xiàng)指標(biāo)。如下圖所示：6.4.1

13、 視頻方式組成1、方式：視頻方式號(hào)。VGA顯示方式有00H07H幾種；SVGA顯示方式有M和H幾種；XGA視頻方式有100H10CH幾種。2、類型：這一項(xiàng)用來(lái)描述和區(qū)分字母/數(shù)字即N/A（Alhabet/Number）的文本方式和全點(diǎn)尋址PAP的圖形方式。3、顏色：有兩種形式，黑白的顏色參數(shù)給出了“屬性同時(shí)可用數(shù)/屬性種數(shù)”；彩色的顏色是描述“顏色同時(shí)可用數(shù)/調(diào)色板寄存器數(shù)”。4、分辯率：顯示器的水平分辯率和垂直分辯率。5、字符矩陣：文本方式中一個(gè)字符由水平方向的點(diǎn)數(shù)垂直方向的點(diǎn)數(shù)組成的矩陣來(lái)描述。6、刷新緩存：刷新緩存是存放屏幕點(diǎn)、像素或字符的顯示代碼的專用RAM/DRAM。該參數(shù)表明刷新緩

14、存的首地址或空間大小。方式類型顏色分辯率字符矩陣刷新頻率適配器常見(jiàn)三種顯示適配器VGA、SVGA、XGA的視頻方式：如下表所示。 VGA視頻顯示方式方 式類型顏 色 分辨率字符矩陣刷新緩存 適配器0 12，30，12，30+，1+2+，3+4，5677+0DH0EH0FH10H11H12H13H文本文本文本文本文本文本圖形圖形文本文本圖形圖形圖形圖形圖形圖形圖形16/256KB16/256KB16/256KB16/256KB16/256KB16/64KB4/256KB2/256KB16/256KB16/256KB16/256KB2/256KB16/256KB256/256KB320200640

15、200320350640350360400700400320200640200720350720400320200640200640350640350640480640480320200 88 88 814 814 916 916 88 88 914 916 88 88 814 814 816 816 880B8000H0B8000H0B8000H0B8000H0B8000H0B8000H0B8000H0B8000H0B8000H0B8000H0A0000H0A0000H0A0000H0A0000H0A0000H0A0000H0A0000HCGA兼容CGA兼容EGA兼容EGA兼容 VGA VG

16、ACGA兼容CGA兼容MDA兼容 VGAEGA兼容EGA兼容EGA兼容EGA兼容 VGA VGA VGA6.4.2 文本方式與變換 一、字符發(fā)生器ROM 字符發(fā)生器采用ROM固化字符點(diǎn)陣。每個(gè)字符由一定尺寸的矩陣像素點(diǎn)組成，以814（寬高）像素點(diǎn)陣模式字符“d”為例，如下圖所示，每行用8位描述，每個(gè)位描述一個(gè)點(diǎn)，用置“1”代表白、用“0”代表黑（背景），且每個(gè)字符占14行即14個(gè)字節(jié)。因?yàn)檫€要考慮256字符的不同字體和字號(hào)等原因，存儲(chǔ)字符的顯示代碼存儲(chǔ)容量越大越好。 二、 刷新緩存 在文本方式下，屏幕的寬為80字符，高為25/50字符，總共有2000至4000字符要存儲(chǔ)在刷新緩存區(qū)中。而且刷新

17、緩存要為每個(gè)字符提供兩個(gè)字節(jié)，其中一個(gè)字節(jié)用來(lái)保存字符的ASCII碼或擴(kuò)展ASCII碼值；另一個(gè)字節(jié)用來(lái)保存該字符的屬性。屬性是表示該字符的前景色及背景色、高亮與否及閃爍與否的信息。每個(gè)字符在刷新緩存區(qū)的位置就是屏幕字符矩陣的位置。刷新緩存是微機(jī)系統(tǒng)專門為視頻所需數(shù)據(jù)而開(kāi)辟的，由RAM或DRAM承擔(dān)，一般將其稱為顯示內(nèi)存。為雙口存儲(chǔ)器，既能服務(wù)于視頻適配器又能被CPU所訪問(wèn)。 三、 顯示變換 顯示器上顯示的字符是由點(diǎn)陣形式的信息所構(gòu)成的，而用戶寫(xiě)入刷新緩存的內(nèi)容是字符代碼。必須經(jīng)過(guò)顯示變換才能轉(zhuǎn)換為點(diǎn)陣形式。顯示變換電路如下圖所示。 電路的基本功能是：在點(diǎn)時(shí)鐘時(shí)序的控制下，一邊讀出點(diǎn)陣信息，一

18、邊向顯示器輸出串行點(diǎn)陣流。 顯示變換電路的基本原理：1、時(shí)鐘發(fā)生器將點(diǎn)陣時(shí)鐘進(jìn)行分頻，分別輸出低于點(diǎn)時(shí)鐘頻率8倍的字符行時(shí)鐘和字節(jié)行列地址，依次將屏幕所需字符的ASCII碼取出，作為字符點(diǎn)陣的地址；2、在字符行時(shí)鐘作用下，從字符發(fā)生器中取出對(duì)應(yīng)點(diǎn)陣字節(jié)序列；最后由串行輸出部件組合點(diǎn)陣與屬性，將并行轉(zhuǎn)換為串行點(diǎn)流從適配器輸出。至此，一個(gè)字符顯示結(jié)束。 特點(diǎn)：清析度與矩陣點(diǎn)數(shù)有關(guān)、數(shù)據(jù)傳輸速度快。 6.4. 3 圖形顯示方式 一、特點(diǎn)：圖形方式又稱為全方位尋址（PAP）顯示方式。在同樣分辯率下采用圖形顯示方式比文本顯示方式產(chǎn)生的圖像更清析、具有控制靈活的特點(diǎn)，但是顯示速度比文本方式慢。 二、圖形視

19、頻顯示方式與顯示緩存的關(guān)系： 如下圖所示為三種典型顏色下的像素組合：由于顯示圖像的基本單位是像素，而像素又以彩色為數(shù)據(jù)的描述對(duì)象，若640200分辯率采用每一位數(shù)據(jù)位來(lái)代表一個(gè)像素，則一位2 進(jìn)制數(shù)最多可以描述兩位顏色，因此該模式為每像素一點(diǎn)，每屏總計(jì)128000個(gè)像素點(diǎn)，共占用16000個(gè)字節(jié)；若采用320200分辯率使用每?jī)晌唤M成一個(gè)像素，則每像素可顯示4種顏色，每屏總共64000個(gè)像素點(diǎn)，也占用16000個(gè)字節(jié)；依此類推，如果每像素采用4位模式，則一個(gè)像素可顯示16種顏色。所以圖形分辯率和像素的模式?jīng)Q定了刷新緩存的大小。點(diǎn)的多少?zèng)Q定了顏色的多少，像素點(diǎn)越多，所需的顯示內(nèi)存也就越大。所以現(xiàn)

20、在我們使用的顯示適配器如ISA、PCI、AGP顯示適配器的顯示緩存一般都在幾MB以上有的甚至達(dá)128MB以上。 例：圖形顯示方式（VGA 13H模式）的工作原理框圖如下圖所示。 像素與顯存的計(jì)算如下：320200 1位像素需存儲(chǔ)器容量3202008=8（KB） 320200 2位像素需存儲(chǔ)器容量3202004=16（KB） 320200 8位像素需存儲(chǔ)器容量3202002=32（KB） 640200 2位像素需存儲(chǔ)器容量3202004=32（KB） 640480 1位像素需存儲(chǔ)器容量3204808=32（KB） 640480 4位像素需存儲(chǔ)器容量3204802=153.6（KB） 6.4.4

21、兩種顯示方式比較 文本方式與圖形方式相比，除了在靈活性和速度上各有特點(diǎn)外，在圖像數(shù)據(jù)處理方面還有以下區(qū)別：1、處理和訪問(wèn)的最小單位不同：文本方式以字符矩陣為最小圖形單位，訪問(wèn)的是刷新緩沖寄存器的字節(jié)；圖形方式則按像素在刷新緩存中字節(jié)所在的位去訪問(wèn)。2、處理和訪問(wèn)的屬性數(shù)據(jù)不同：文本方式字符的屬性作用于串/并轉(zhuǎn)換器件上；圖形方式則將屬性數(shù)據(jù)作用于顏色編碼器上。3、存儲(chǔ)空量不同：文本顯示方式的緩存容量固定不變，而圖形顯示方式的容量不定，要由點(diǎn)與顏色的關(guān)系決定。6.5 VGA視頻接口VGA視頻接口功能：視頻適配器是接受CPU命令，訪問(wèn)刷新緩存（顯存）并產(chǎn)生屏幕所需視頻信號(hào)的顯示接口部件。 6.5.1

22、 視頻適配器結(jié)構(gòu) 一、組成：下圖為一種AGP接口的視頻適配器的外形圖，其組成由圖形處理控制芯片、顯示緩存DRAM、BIOS芯片、DAC（數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換控制器）及輸出接口插座組成。 二、以UM587為CRTC的VGA視頻適配器結(jié)構(gòu)圖：UM587是一個(gè)多端口接口的專用控制器，一方面可以與系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)總線式連接，如片選CS、讀寫(xiě) IOR/ IOW、數(shù)據(jù)總線XD0XD15和地址總線XA0XA15，、復(fù)位RESET、等待RDY和外中斷等；另一邊與刷新緩存（顯存）連接有32位數(shù)據(jù)線MD0MD31，每8位連接一個(gè)64KB的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM。地址線由MA0MA15將四個(gè)存儲(chǔ)器同時(shí)連接，由RAS0RAS3作為

23、每個(gè)塊的唯一片選，另外列選線CAS、存儲(chǔ)塊的讀VMRD和寫(xiě)VMWR線同時(shí)與各個(gè)存儲(chǔ)器的選通端、讀寫(xiě)控制器相連接；同時(shí)也具有與DAC的接口。 三、視頻控制芯片（CRTC）1、功能：視頻控制芯片（CRTC）是專用的單片機(jī)或CPU，是整個(gè)視頻顯示接口電路中的核心部件。 2、類型： 彩色圖形顯示芯片：用于早期微機(jī)系統(tǒng)中，早已淘汰，如MC6845等。 2D顯示芯片：芯片類型有UM587、i82706、T8900、9000、9440、9685等，用于2D顯示，其顯示接口總線一般為ISA、EISA等形式，也有些是PCI接口形式，如9440和9685等顯卡。3D一代顯示芯片：典型的如Trident的9750、

24、9850及S3的Virge系列等，一般為PCI接口形式，也有一些為AGP接口形式。3D二代顯示芯片：典型的如VooDoo I型、SIS的6326、INTEL的i740等。3D三代顯示芯片：典型的如VooDoo II型、nVidia的RivaTNT、S3的Savage3D等。3D四代顯示芯片：典型的如VooDoo III型、nVidia的RivaTNT2、S3的Savage4及Matrox的G400等。四、刷新緩存DRAM 如下圖中的DRAM0DRAM3是四個(gè)稱為位圖的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，用于顯示器的刷新緩存（即顯存），一般DRAM0用于保存ASCII碼字節(jié)；DRAM1用于保存屬性字節(jié)；其它位圖用于替換

25、顯示數(shù)據(jù)。文本顯示方式要經(jīng)過(guò)幾個(gè)步聚：在將字符調(diào)入刷新緩存之前，事先要由用戶確定字符集，再選擇暫時(shí)的顯示模塊07，它們每塊為8KB，用于裝入256個(gè)字符，每個(gè)字符的ASCII碼和顯示屬性共32個(gè)字節(jié)（各16點(diǎn)陣）；然后調(diào)入裝入模塊功能。為了增加顯示范圍和顯示靈活性，VGA采用選擇字符集實(shí)時(shí)調(diào)用的方法，即可裝入字符發(fā)生器。五、DACDAC是數(shù)/模轉(zhuǎn)換控制器，將RAM中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。DAC視頻部件含有256個(gè)寬18位的寄存器即RAM，既用于供用戶執(zhí)行調(diào)色板選擇功能調(diào)用，還具有顯示數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換作用。六、VGA BIOS VGA BIOS是在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)裝入的。系統(tǒng)啟動(dòng)后自動(dòng)設(shè)置成默認(rèn)的視頻方

26、式和字符矩陣模式。VGA BIOS是用戶訪問(wèn)的底層設(shè)備，VGA BIOS除了包含新視頻方式的BIOS調(diào)用程序外，還有字符陣列碼信息。在視頻系統(tǒng)中，它是主機(jī)CPU與顯示系統(tǒng)設(shè)備的重要接口。七、總線接口 顯示適配器要接在微機(jī)系統(tǒng)主板上與主板進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。與主板的連接的接口主要有ISA、EISA、VESA、PCI、AGP等幾種。 6.5.2 適配器的性能 視頻系統(tǒng)的作用：CPU可通過(guò)系統(tǒng)復(fù)位，初始化適配器控制端口；經(jīng)視頻BIOS讀取和改變顯示器光標(biāo)位置、訪問(wèn)顯存、讀寫(xiě)字符屬性和視頻方式；屏蔽或允許屏幕顯示；輸出位圖、字符模塊及控制器寄存地址等。 1、VGA視頻圖形矩陣的主要性能 垂直分辯率達(dá)到480

27、以上，同時(shí)向下兼容；刷新緩存位圖達(dá)4個(gè)，每個(gè)64KB；顏色調(diào)色板增加到256KB以上；字符集可裝入的模塊增加到88KB，共64KB；增加了DAC視頻顯示轉(zhuǎn)換器軟硬件；增加了VGA調(diào)用功能，達(dá)到用軟件手段對(duì)顏色、字符發(fā)生器等控制功能；利用微控制芯片獨(dú)立管理刷新緩存。始創(chuàng)了用軟件參與或代替硬件管理顯存的方法。 、的主要服務(wù)功能 A、直接控制功能：可作視頻方式設(shè)置、顯示輸出的設(shè)置等。B、交互功能：光標(biāo)類型、位置的讀寫(xiě)。 C、文本方式顯示功能：選擇字符矩陣、寫(xiě)字符、寫(xiě)一幀、讀寫(xiě)屬性和當(dāng)前幀滾屏。 D、圖形方式顯示功能：讀、改寫(xiě)像素（顏色）值。 E、調(diào)色板功能：設(shè)置調(diào)色板寄存器等。 F、顏色查詢表功能：

28、選擇及讀寫(xiě)頁(yè)、模塊、單元、選擇灰度和參數(shù)。 G、字符發(fā)生器功能：文本方式下選擇字符集和顯示模塊，裝入字形集和顯示顯示模塊，圖形方式下顯示字符的選擇和裝入。 6.5.3 端口寄存器 端口寄存器功能：端口寄存器是實(shí)現(xiàn)輸入輸出控制單元的底層單元。通過(guò)對(duì)端口的訪問(wèn)，VGA BIOS就可以完成指定的各項(xiàng)功能。端口寄存器組成：外部寄存器、序列發(fā)生器寄存器、圖形控制器寄存器、屬性控制器寄存器、視頻DAC寄存器。視頻控制器及寄存器組成示意圖如下：一、外部寄存器：外部寄存器組共有3個(gè)端口、5 個(gè)寄存器，如下表所示。 外部寄存地址表 寄存器名稱端口地址（單色）端口地址（彩色） 讀寫(xiě)類型雜項(xiàng)輸出特征控制輸入狀態(tài)0輸

29、入狀態(tài)1允許視頻子系統(tǒng) 3C2H 3BAH 3C2H 3BAH 3C3H 3C2H 3DAH 3C2H 3DAH 3C3H寫(xiě)寫(xiě)只讀只讀讀/寫(xiě)二、序列發(fā)生器寄存器 1、組成：由復(fù)位寄存器、時(shí)鐘方式寄存器、字符映像選擇寄存器、映像屏蔽寄存器和存儲(chǔ)方式寄存器組成。 復(fù)位寄存器：VGA通過(guò)復(fù)位寄存器控制序列發(fā)生器的狀態(tài)。 時(shí)鐘方式寄存器：不同視頻方式下要用到不同計(jì)數(shù)時(shí)鐘組合。 字符映像選擇寄存器；字符映像選擇寄存器用來(lái)確定刷新緩存位圖的字符映像表。 映像屏蔽寄存器：VGA用這個(gè)寄存器選擇刷新緩存位圖03之一。存儲(chǔ)方式寄存器：用來(lái)確定顯示存儲(chǔ)容量、尋址連續(xù)和文本/圖形的類型等。序列發(fā)生器的地址如下表所示

30、。 序列發(fā)生器寄存器地址表 寄存器名稱 端口地址（單色） 端口地址（彩色） 讀寫(xiě)類型 變址寄存器 數(shù)據(jù)寄存器3C4H3C5H（3C4H）=00（3C4H）=01（3C4H）=02（3C4H）=03（3C4H）=04復(fù)位寄存器時(shí)鐘方式寄存器映像屏蔽寄存器字符映像選擇寄存器存儲(chǔ)方式寄存寫(xiě)寫(xiě)寫(xiě)寫(xiě)寫(xiě)寫(xiě)寫(xiě)2、復(fù)位寄存器：VGA通過(guò)復(fù)位寄存器控制序列發(fā)生器的狀態(tài)。VGA采用同步復(fù)位方式，當(dāng)向位0和位1寫(xiě)0 即可使VGA執(zhí)行復(fù)位操作，正常時(shí)全為1。3、時(shí)鐘方式寄存器：不同視頻方式下要用到不同計(jì)數(shù)時(shí)鐘組合。如像素時(shí)鐘、字符寬度時(shí)鐘都是基本時(shí)鐘。VGA采用8位寄存器中的位提供選擇時(shí)鐘方式。它們分別是： 位0（8

31、/9像素時(shí)鐘）：用來(lái)選擇字符像素寬度； 位1（帶寬）：刷新緩存可以選擇不同的數(shù)據(jù)寬度，以適應(yīng)不同分辯率的存取周期。 位2（移位裝入）和位4（移位）：該兩位用于并串轉(zhuǎn)換的移位時(shí)鐘控制。 位3（像素時(shí)鐘）：像素時(shí)鐘決定了繪圖的速度。 位5（關(guān)屏幕）：它與圖形生成邏輯一起控制屏幕的關(guān)閉，該時(shí)鐘是VGA顯示方式中新增加的。4、字符映像選擇寄存器：字符映像選擇寄存器用來(lái)確定刷新緩存位圖的字符映像表。字符映像塊也可以看作為字符發(fā)生器的指定空間，每個(gè)塊的長(zhǎng)度為8KB。由于文本方式下字符的ASCII碼和屬性兩部分要分別存儲(chǔ)，而每個(gè)字符點(diǎn)陣行數(shù)為8、14或16行。按16行計(jì)算，256個(gè)字節(jié)要用去4KB。由于VG

32、A顯示方式希望采用的字符集越多越好，VGA要同時(shí)顯示兩組，共512個(gè)點(diǎn)陣信息，一幀圖像所需的塊長(zhǎng)度為8KB。字符映像模塊選擇如下圖所示。5、映像屏蔽寄存器：VGA用這個(gè)寄存器選擇刷新緩存位圖03之一。6、存儲(chǔ)方式寄存器：用來(lái)確定顯示存儲(chǔ)容量、尋址連續(xù)和文本/圖形的類型等。三、圖形控制器寄存器 1、組成：由置位/復(fù)位寄存器、顏色比較寄存器、數(shù)據(jù)環(huán)移寄存器、讀映像選擇寄存器、方式寄存器、雜項(xiàng)寄存器、顏色比較寄存器、位屏蔽寄存器組成。圖形控制器寄存器端口地址如下表所示。圖形控制器寄存器都是只寫(xiě)類型。 2、置位/復(fù)位寄存器：置位/復(fù)位寄存器是控制寫(xiě)像素的寄存器。只用了位03，這4位分別對(duì)應(yīng)位圖03。3

33、、置位/復(fù)位允許寄存器：在執(zhí)行像素/復(fù)位操作之前，需要在置位/復(fù)位允許寄存器的位03寫(xiě)入1，若將某位清0，就表示不允許該位寫(xiě)入像素。 圖形控制器寄存器地址 寄存器名稱 地 址 子寄存器名稱變址寄存器數(shù)據(jù)寄存器3CEH3CFH（3CEH）=00（3CEH）=01（3CEH）=02（3CEH）=03（3CEH）=04（3CEH）=05（3CEH）=06（3CEH）=07（3CEH）=08置位/復(fù)位寄存器置位/復(fù)位允許寄存器顏色比較寄存器數(shù)據(jù)環(huán)移寄存器讀映像選擇寄存器方式寄存器雜項(xiàng)寄存器顏色比較寄存器位屏蔽寄存器4、置位/復(fù)位寄存器：置位/復(fù)位寄存器是控制寫(xiě)像素的寄存器。只用了位03，這4位分別對(duì)應(yīng)

34、位圖03。5、置位/復(fù)位允許寄存器：在執(zhí)行像素/復(fù)位操作之前，需要在置位/復(fù)位允許寄存器的位03寫(xiě)入1，若將某位清0，就表示不允許該位寫(xiě)入像素。6、顏色比較寄存器：一般通用的計(jì)算機(jī)繪圖軟件，使用最多的是填充封閉圖形。為了填充多邊形或任意形狀的圖形，就要解決圖形邊界內(nèi)和邊界外的顏色比較。VGA中顏色比較寄存器就是為了解決圖形填充問(wèn)題而設(shè)置的。7、數(shù)據(jù)環(huán)移寄存器：數(shù)據(jù)環(huán)移寄存器影響主機(jī)系統(tǒng)傳送到顯存的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)環(huán)移寄存器使用兩種字段。位03是數(shù)據(jù)環(huán)移字段，用于產(chǎn)生右循環(huán)計(jì)數(shù)值；位4、位5是功能字段，為了修改數(shù)據(jù)，可用這兩位選擇4種功能， 8、讀映像選擇寄存器：提供讀映像選擇。9、方式寄存器：方式寄

35、存器使用5種字段提供方式的組合選擇，它們分別是：寫(xiě)方式字段，VGA共有4種寫(xiě)方式；測(cè)試字段；讀方式字段，VGA可選擇兩讀讀方式；奇偶尋址方式字段，用來(lái)區(qū)分VGA方式；控制移位寄存器輸出方式字段，它們分別是標(biāo)準(zhǔn)的VGA輸出方式、CGA的兼容輸出方式、VGA視頻13H輸出方式。 雜項(xiàng)寄存器：該控制器控制著VGA的顯示類型、存儲(chǔ)映像和單色顯示的圖形仿真及將顯示存儲(chǔ)器地址映像成主機(jī)存儲(chǔ)器的地址。其映像情況如表6.9所示。10、位屏蔽寄存器：防止刷新顯存中的某一位的數(shù)據(jù)被改寫(xiě)，它有多種保護(hù)方式。 四、屬性控制器寄存器 1、組成：由2個(gè)端口、20個(gè)寄存器組成。 2、屬性：屬性有單色屬性和彩色屬性字節(jié)：?jiǎn)紊?/p>

36、屬性字節(jié)與MDA方式兼容，其文本方式的屬性由正常視頻、高強(qiáng)度、下劃線和閃爍4個(gè)部分加以描述，彩色文本屬性VGA提供了10種，由8種顏色（黑、藍(lán)、綠、深藍(lán)、紅、深紅、褐色和白色），其屬性定義如下表及下圖所示。 單色屬性字節(jié)閃 爍背 景高 強(qiáng) 度視 頻效 果00000011110000000000000001110000000001110001100010 000 001 111 001 111 000 001 111 111 000不顯示下劃線正常視頻高強(qiáng)度的下劃線高強(qiáng)度反相顯示閃爍的下劃線閃爍的正常視頻閃爍高強(qiáng)度閃爍反相顯示3、屬性端口寄存器 A、組成：由調(diào)色板寄存器、方式控制寄存器、過(guò)掃描寄

37、存器、允許顏色寄存器、水平像素掃視寄存器和顏色選擇寄存器組成。B、調(diào)色板寄存器：是一組隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM用來(lái)間接給顯示存儲(chǔ)器中的各個(gè)像素著色。它是一組8位寄存器，調(diào)色板寄存器輸出的是顏色寄存器的地址。 C、方式寄存器：方式寄存器原來(lái)是用來(lái)控制文本方式屬性，用4個(gè)字段描述閃爍、字符點(diǎn)陣寬、彩色/單色和圖形/文本屬性內(nèi)容顏色寄存器的分組方式如下圖所示。 D、過(guò)掃描寄存器：用來(lái)控制邊緣顏色的顯示，為一個(gè)8位寄存器。 E、允許顏色平面寄存器：與位圖寄存器一起來(lái)決定調(diào)色板寄存中的內(nèi)容，進(jìn)行調(diào)色板單元的選擇。F、顏色選擇寄存器：顏色選擇寄存器參與顏色寄存器的地址輸出，為一個(gè)8位寄存器。允許顏色平面寄存器作用如下圖所示。 五、視頻DAC寄存器 1、組成：由顏色寄存器（即顏色查詢表）、5 個(gè)控制寄存器和三個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器組成。如下圖所如。2、功能：把刷新緩存與允許顏色平面過(guò)濾的4位地址信號(hào)擴(kuò)充為18位顏色值，并隨后產(chǎn)生三個(gè)6位數(shù)字信息，直至轉(zhuǎn)換為三個(gè)模擬彩色信號(hào)。 3、DAC寄存器組成：由像素地址寫(xiě)方式寄存器、像素地址讀方式寄存器、DAC狀態(tài)寄存器、像素?cái)?shù)據(jù)寄存器及像素屏蔽寄存器組成。如下表所示