顯示內容存放在一個緩衝存儲器之中,顯示器的控製電路定時地將緩存中內容取出,送往顯示頭,重複地掃描顯示。關鍵是屏幕顯示與緩—存之間存在著怎樣的對應(映射)關係,下麵我們分成幾個方麵予以討論。
(1)緩存中的內容
—般采用兩個緩衝存儲器。一個用來存放昆示內容,或稱為視頻信息,相應地這個緩存可稱為顯示緩存,或視頻信號緩衝(VRAM)。另一個用來存放顯示內容的信息,稱為屬性緩存。
對於字符方式,VRAM中存放的是顯示字符代碼,一般采用ASCII碼。對於圖形方式,VRAM中存的是點像信息代碼,即每8個點作為一個宇節,用8位代碼控製。
對於每個顯示字符,另用一個字節(8位)表現其顯示屬性,如顯示色、背景色、是否W煉等,存放在屬性緩存之中。
(2)緩存的容量
緩存的容量與屏幕上一幀的內容有關。例如CGA方式中顯示規格80列x25行,即一幀最多可顯示2000字符,相應地VRAM容量2KB,屬性緩存容量也為2KB。
(3)緩存地址與顯示位置之間的映射關係
屏幕顯示的掃描順序是自左上角開始,自左向右、從上到下,到右下角後再回到左上角,周而複始。顯示字符代碼在緩存中的地址安排,則相應地從0單元開始,由低至高。例如屏幕上第0行第0列字符,其代碼存在緩存的第0單元,第1行第3列字符,其代碼存在緩存.的第83單元(對應於80列規格)。
(4)字符圖象的轉換
如前所述,如果是圖形顯示方式,則從緩存中以字節為單位取出點像代碼,逐行地從宇符發生器取出字形點陣代碼。
(5)同控製
為了保證緩存與顯示掃描之間的同步,何時水平同步?何時發場同步?何時訪問緩存?緩存地址?控製器通過一組同步計數提供有關時序信號,確保掃描^訪問緩存的同步。以字符顯示為例,在控製器芯片中有下窗一組計數器。
點計數器,它統計一個字符橫向掃描的點數,以及橫向間隔點數。提供點脈衝,讀緩存時序信號。點計數器完成一個計數循環,意味著新的一個字符開始。
字符計數器,對一行中各列字符計數,提供緩存低地址,掃完一行,發出行同步信號控製作下一條水平掃描,字符計數器完成一個計數循環,意味著新的水平線開始。
線計數器,一行字符由若幹水平線組成,例如9根線產生字形點陣,5根線為行間空白間隔。因此線計數器提供每描繡序號,作為字符發生器ROM的低地址,決定讀字形點陣的哪一行,即哪個單元。線計數器完成一個計數循環,意味著新的一行字符開始。
行計數器,一幀顯示內容包含若幹行字符,例如25行,因此用一個行計數器提供緩存的高地址,行計數器完成一個計數循環,:意味著新的一幀開始,相應地發出一次幀同步信號。
6.顯示器適配器?
為了連接CRT顯示器,需在係統總線與顯示器之間連接一個顯示器控製器,在IBM-PC中稱為顯示器適配器,作為一個插件插在主機板上。現以CGA卡為例說明其主要結構。
如前所述,顯示器控製器的核心是緩衝存儲器,以及訪存控製與屏幕掃描控製邏輯。為此在適配器中設置了兩個緩衝存儲器,一個用來存放字符代碼,叫做字符緩存,2KB,另一個用來存放屬性信息,也是2KB。製功能由一塊專用芯片CRTC6845實現,IB345內部包含前述的一組同步計數器,提供各種時序信號,如訪問緩存,訪問字符發生器,行同步、場同步、光標信號等。
主機利用水平回掃與垂直回掃期閘將顯示內容送入適配器緩存,相應地由CPU提供緩存單元池址。CRTC6845產生行同步4場同費信號,並提供與此對應的緩存單元地址。所以適配器中有一個二選一地址開關,便緩存可以交替地按上述兩地址工作。數據總線控製電路,則將係統數據總線上的字符代碼送入緩存數據端,或將緩存內容通過數量總線送入CPU,以便分析。
在CRTC6845控製下,從字符緩存中取出某個顯示字符代碼,經暫存器送往字符發生器高位地址端,6845又送出掃描線序號作為低地址,從字符發生器中取出字形點陣的一行字形代碼,經移位寄存器,串行地送往一塊視頻信號處理邏輯芯片。與此同時,從屬性緩存中取出相應的屬性信息,經暫存器送往屬性譯碼器進行譯碼,譯碼信號也送入視頻信號處理邏輯。
視頻信號處理邏輯綜合了幾方麵的輸入信號:字形點陣一行代碼、屬性譯碼信號、行同步、場同步、光標等,產生信號送往顯示頭。其中視頻信號與加亮信號合成放大後送端,控製產生光點或暗點,水平同步信號送顯示頭行同步電路,控製X偏轉電極,即控製水平掃推垂直同步信號送顯示頭幀同步電路,控製y偏轉極,即控製垂直掃描。
7.鼠標MOUSE鼠標是一種常用的附件,它可以控製光標的運動,在作圖時很有用。鼠標在外形上是一個不大的小盒子,它有兩個相互垂直的轉動輪,可在桌麵上方便地運動。二個轉動輪分別帶動兩個檢測機構,可將鼠標在X、Y兩方向的運動轉換成相應的數字信號,配套的軟件根據這些信號控製屏幕上光標運動,定位到指定位置。
5.5典型係統簡介
前麵我們分別介紹了計算機的幾大組成部件:運算器、控製器、存儲器、輸入/輸出設備。一個基本係統通常包括:CPU(運算器與控製器)主存儲器(RAM與ROM),磁盤,鍵盤,打印機,CRT顯示器。計算機的類型與機種很多,我們經常遇到的計算機係統大致有三種組成形式:
(1)通用計算機係統.在我國常用的微機係統有Apple-1JBM-PC/XT/AT係列、PS-2係列等主流機種及其兼容機種,工程工作站有Apollo3000/4000/10000係列、SUN-3/4/386i/CXP係列,小型機有PDP-11係列,超級小型機有VAX-11係列,大中型機有IBM30XX係列、IBM40XX係列等。
(2)單板機。這是一種最小係統模式,將CPU、主存儲器、接口、小鍵盤與數碼管顯示器等裝在一塊電路板上,一般不帶磁盤。通常用於教學實驗或過程控製中,較常見的型號TP801等。
(3)以某種標準總線為基礎的功能,模塊組合為了適應各種領域的需要,工廠生產了各式各樣的功能模塊插件,用戶隻要選取自己需要的模塊,可積木式地組裝成所需的專用係統。這種方法簡便靈活,可以大大地減少硬件研製周期。為了使這些模塊能夠方便地連接,需要約定某IT係統總線標準,即有多少引腳,各自的功能含義、插件尺寸等。常用的總線標準有S-100總線、Multibus、STD總線等,當我們購用有關插件時應當注意:它是屬於那種標準的?
本節將簡單介紹當前最流行的機種IBM-PC,以及最流行的STD總線係統。