CN1180279A - 平板显示终端 - Google Patents

Abstract

用于使平板显示终端能模拟多频阴极射线管显示器工作的一种设备和方法。包括在输入模拟视频信号中的同步信号被分析以确认一种显示协议。被确认的显示协议的预定参数被用来编程该平板显示终端的模拟液晶显示板和锁相环。

Description

平板显示终端

本发明涉及平板显示终端。平板显示终端的例子有场致发光、液晶显示(“LCD”)和等离子或气体放电显示。特别是，本发明涉及用于模拟多频阴极射线管(“CRT”)显示器工作的LCD的接口。

平板技术在十九世纪八十年代末期已经发展起来，特别对于那些不考虑价格的买主。与在个人计算机中有极为广泛的应用的CRT型显示器相比，平板显示终端有许多已知的优点。例如，一个LCD显示器具有包括平面、固有清晰度、低功耗、用户较少的眼疲劳以及结构紧凑的优点。LCD的平面还消除了与CRT屏幕的凸面有关的问题，例如CRT屏幕的边缘附近的干扰曲线和畸变图像。由于其结构紧凑、小功率使用和重量轻，LCD已典型用于膝上型计算机和飞机上的椅背电视。

随着高质量和低价格型LCD的引入，计算机工业趋向将平板显示终端用于台式计算机和工作站。由于大多数计算机产生适合于CRT显示器的视频信号，人们尝试发展控制器或转换器来解决CRT显示器与LCD之间的差异。例如，LCD是化学型工作系统，而CRT显示器是电子型工作系统。这样，这种转换器需要寻址LCD的一个较慢的响应时间。另外，CRT显示器可以显示任意数量的水平线和垂直线，而LCD具有固定数量的水平线和垂直线。转换器也需要处理这种限制。

台式计算机上使用LCD的附加问题是LCD板与图形板之间的物理距离。图形控制器与LCD之间的直接连接在膝上型计算机中是可能的，其中LCD在同一个计算机机箱内部紧挨着图形控制器。LCD具有并行RGB接口，因此，能够直接接收由图形控制器提供的RGB信号。

但是，对于台式计算机，图形控制器通常位于计算机机箱内部，而RGB接口位于分离的显示器中。因此，来自图形控制器的RGB信号输出，通过连接台式计算机的图形板和LCD的视频电缆直接提供。由于标准台式计算机产生模拟RGB信号代替数字视频信号用于电缆连接，数字LCD需要附加的模拟-数字转换器(“ADC”)以解释来自台式计算机的视频信号。由于与转换有关的困难的定时控制和复杂情况，这种转换对获得的屏幕有负面影响。

为了应付这种复杂情况，能够应用模拟RGB信号的模拟LCD最近进入市场。尽管这种模拟LCD不需要ADC，但是当前可用的接口要么需要多块板，要么无法应用任何高级的功能。例如，尽管模拟LCD允许多种分辨率如VGA、SVGA、XGA、TEXT1和TEXT2，但是当前可用于模拟LCD的接口不能补偿主要直接用于CRT显示器的伴随视频信号的不精确性或偏差。

因此，本发明的一个目的是提供简化的、完善的、有效的和低廉的设备用于平板显示终端。特别是，本发明的一个目的是提供一个接口，允许模拟LCD模拟多频CRT显示器工作，该显示器能够调整以遵守各种显示协议。

根据本发明的原理，通过提供一种设备和方法使得一个平板显示终端模拟一个多频阴极射线管显示器的工作，达到了本发明的这些和其它目的。该装置接收模拟视频信号并从接收的模拟视频信号中分离出同步信号。该装置还包括一个微处理器，用于测量同步信号的频率以及决定基于该频率的显示协议。然后，微处理器检索(retrieve)该显示协议的预定参数并且编程一个模拟液晶显示板和一个带检索出的参数的锁相环。

在本发明的另一个方面，微处理器探测由平板显示终端的用户进行的任何调整。例如，用户可以调整模拟液晶显示板的水平和垂直位置、水平宽度或亮度。调整的参数取代显示协议的标准参数。一个按钮接口提供给用户输入。

本发明的进一步的特征，其特性和多样的优点从本最佳实施例的附图及以下的详细说明中将会更明显。

图1是根据本发明可以工作的示意设备的简要方框图。

图2-8是执行本发明的方法的示意实施例的步骤的流程图。

在图1所示的示意实施例中，显示了一个代表性的接口电路，它允许一个模拟LCD板类似于多频CRT显示工作。将会理解到本发明与许多其它类型和结构的平板显示终端同样实用，用于平板显示终端10的电路这里仅作为使用本发明的一个例子描述。

如图1所示，平板显示终端10可以分成接口20和模拟LCD板30两个部分。接口20通过视频电缆接收来自台式计算机的图形控制器的输入信号，并且将经过处理的输出信号传到模拟LCD板30。视频电缆的一个例子是典型的VGA电缆稍加修改带有一个用于电源的附加针输出(pin-out)。在一根电缆中功能的这种加强消除了对单独的电源电缆的需要，并且允许平板显示终端10通过在平板显示终端10与台式计算机间的简单连接传递信息。

在所描述的最佳实施例中，接口20包括电缆适配器40、按钮50、复用器55、同步分离器60、控制专用集成电路(“ASIC”)70、微处理器80、锁相环(“PLL”)90和亮度控制100。

视频电缆适配器40从计算机的图形板接收各种类型的视频信号。视频电缆适配器40将视频信号的RGB信号部分传递到模拟LCD板30。对于同步信号，视频电缆适配器40首先判断同步编码的类型。例如，视频信号可以是以下任何一种类型：带离散同步的RGB信号、带绿色同步的RGB信号或带合成同步的RGB信号。带离散同步的RGB信号不需要解码。水平和垂直的同步信号是分离的信号，可以直接为控制ASIC 70和微处理器80所用。另一方面，带绿色同步的RGB信号需要解码。水平和垂直同步信号叠加在一个绿色信号上，需要从绿色信号中分离出来。同样，带合成同步的RGB信号需要解码。水平和垂直同步信号结合为一个合成信号，每个同步信号需要从合成信号中分离出来。基于已确认类型的视频信号，视频电缆适配器40将视频信号的同步信号部分送到控制ASIC70或同步分离器60。

对于带绿色同步的RGB信号和带合成同步的RGB信号，复用器55接地，以指向其中一个信号并将信号送到同步分离器60。然后，同步分离器60被调用从绿色或合成信号中分离水平和垂直同步信号。同步分离器60的一个例子是Elantec制造的EL4583。水平和垂直同步信号，无论它们是由视频电缆适配器40直接提供还是在同步分离器60处转换而来，都是驱动控制ASIC 70、微处理器80、PLL 90、模拟LCD 30和亮度控制器100的输入。

控制ASIC 70是带串行可编程口的可重编程ASIC。控制ASIC 70是一个支持微处理器80所必需的相对小型的芯片，并且有时称为粘着逻辑。控制ASIC 70可以用作随机的、普通选通、触发器、缓冲器或锁存器。控制ASIC 70的一个例子是Lattice Semiconductor制造的LSI1016。

按钮50包括几个按钮，每个按钮对应不同的功能。例如，一个按钮可以设计为电源开/关。另一个按钮可以用来增大亮度而另一个按钮可以用来减小亮度。按钮50还可以用作各种其它目的，如通过按下按钮的特定的组合或顺序来对中或调整LCD板30上的屏幕。例如，用户可以选择调整屏幕的水平位置、垂直位置或水平宽度。通过按下特定的用于所需的调整模式的按钮组合，用户可以进一步使用按钮50来控制和微调模拟LCD板30上的屏幕，就象在CRT显示器上一样。模拟LCD板30上的屏幕的调整在以下详细描述。

微处理器80包括一个只读存储器(“ROM”)用于存储各种显示协议的缺省、标称或标准参数。微处理器80还包括一个电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)以允许缺省参数的重写。这些参数包括，例如，水平和垂直位置、水平宽度和亮度的设置值。当平板显示终端10打开时，来自ROM的参数通常被用来以一种为特定VGA卡预测的标称值复位PLL90和模拟LCD板30。

微处理器80被设计用来对输入的水平和垂直同步信号不断采样，以探测一个显示协议的变化。采样通过垂直消隐之间的水平线的计数完成。水平线的计数确认输入视频信号的显示协议。

例如，对于一台个人计算机，当电源开启时通常以640×400尺寸(dimension)的DOS模式启动。当Windows工作程序被调用时，视频信号就格式化为Windows模式，具有不同数量的水平线，代表一个新的尺寸。在这种情况下，微处理器80查找与Windows模式的显示协议相应的几套缺省或标准参数表。该表既包括PLL 90的值，也包括模拟LCD板30的值。模拟LCD板30的每个值占5字节，而PLL 30的每个值占14字节。随后，微处理器80送出一个5字节的字到模拟LCD板30和一个14字节的字到PLL 30作为查表的结果。

微处理器80还探测用于屏幕对中和调整的按钮50的状态。由用户选择的按钮50的顺序和组合决定屏幕变化的程度。微处理器80可以连到一个蜂鸣器(没有显示)，以指示各种模式的状态。例如，水平对中模式、垂直对中模式或水平宽度调整模式可以用蜂鸣的次数指示。

微处理器80对输入的视频信号不断采样。当输入视频信号在模拟LCD板30的显示能力以外时，省电模式就被调用。例如，当一帧中的水平线的计数没有落在显示协议的任何一个预定范围时，模拟LCD板30的背景光就关闭。这种省电模式允许平板显示终端10工作在环境保护组织的能源工程纲领之内。每当视频模式改变或用户重排屏幕时，微处理器80还组合一个45位的字重编程模拟LCD板30。微处理器80也组合一个66位的字节串重编程PLL 90来反映变化。当微处理器80在一段特定时间内没有探测任何输入视频信号时，微处理器80通过减弱背景光将模拟LCD板30设置为省电模式。微处理器80的一个例子是Microchip制造的PIC16C84。

PLL 90既从微处理器80接收控制信号，也从控制ASIC 70接收水平和垂直同步信号。PLL 90主要产生基于一种算法的时钟脉冲来决定模拟LCD板30的最佳分辨率。PLL 90利用垂直同步信号在非同步周期内复位，利用水平同步信号产生时钟信号。PLL 90的一个例子是ICSCorporation制造的ICS1522。

亮度控制100处理模拟LCD板30中的背景光的亮度。亮度控制100基本上是一套可调电位计，它改变电压，如从0伏到1伏，来控制亮度。亮度控制100可以用可为18位长的串行控制字预编程。当串行控制字被送到亮度数字电位计时，与该串行控制字线性相当的等价阻值设置屏幕背景光的亮度水平。

模拟LCD板30接收直接来自视频电缆适配器40的模拟RGB信号。模拟LCD板30还接收控制信号，以及来自控制ASIC 70的水平和垂直同步信号。模拟LCD板30进一步接收来自PLL 90的时钟信号和来自亮度控制100的控制信号。模拟LCD板30还接收来自微处理器80的控制信号。

本发明的接口允许从16到16,000,000的任意颜色深度的显示，模拟LCD板30上逐行刷新速率达到70赫兹。模拟LCD板30的一个例子是NEC制造的NL10276AC24-02。

图2-8显示根据本发明，如上述的图1中的电路工作的步骤流程。在某种程度上这些步骤已经被提及了，而且对它们的讨论在这里可在一定程度上简略。

在110步，通过清除所有的RAM寄存器，以及将从微处理器80的ROM恢复的某些初始估值传送到PLL 90和模拟LCD板30，使接口20初始化。在112步，微处理器80判断按钮50是否指示电源开/电源关。使用按钮50的用户能够通过按下按钮50来指示屏幕的亮度或对中是否需要调整。

如果按下电源开/电源关按钮，微处理器80就在114步判断模拟LCD板30的背景光的亮度或强度是否需要增大或减小。如果微处理器80判断按钮50的位置指示亮度水平需要改变，在116步亮度控制100的串行数字电位计就被重编程以调节背景光的水平。

否则，微处理器80在118步判断是否探测到其它显示调整的请求。如果微处理器80通过检查按钮50上被按下的按钮的组合判断用户在请求某些调整，微处理器80就进入图3和图4说明的保持模式。

在120步微处理器80判断水平位置是否需要调整。当用户按下，例如，一个右按钮将屏幕移到右边位置时，完成这种调整。如果水平位置的这种调整请求被探测到，在122步微处理器80就计算对应调整请求的参数。这些参数基本上作为指令字传递。在124步，微处理器80将被计算的参数重发到模拟LCD板30。在126步，这些参数作为缺省参数被格式化到微处理器80中的EEPROM中。EEPROM中的这些被调整的参数取代微处理器80的ROM中的标准参数。

在128步，微处理器80判断垂直位置是否需要调整。如果微处理器80探测到一个垂直位置的调整请求，微处理器80就继续执行128-134步，以类似120-126步中的方式格式化参数。

在136步，微处理器80判断水平宽度的调整请求是否已被探测到。如果微处理器80判断水平宽度需要调整，微处理器80就继续执行136-142步，以类似120-126步中的方式格式化被调整的宽度参数。然后，微处理器80终止一个保持模式，并返回到主循环中的144步。在保持模式中，包含甚至单个值的增量的任何调整都要求微处理器80产生一个45位长的指令字送到PLL 90和一个66位长的指令字送到模拟LCD板30。

仅当用户或本领域服务人员想在初始化阶段微调显示值时，才执行112-142步。剩下的144-184步代表环形配置中的一个常规操作，在环形配置中，微处理器80自动检查输入信号的变化。

在144步，当微处理器80自动初始化一个暂停定时器(没有显示)时，主循环开始。暂停定时器允许主循环不断地和定期地重新起动，以探测输入信号的变化。

在146-154步，微处理器80分析到来信号并且判断同步信号的编码类型。特别是，在146步微处理器80判断通过视频电缆适配器40的输入信号是否是适合直接使用的离散同步信号。如果微处理器80判断水平和垂直同步信号实际上是以离散的格式提供的，这种同步信号就直接提供给控制ASIC 70。

否则，在148步微处理器80判断输入信号是否是绿色同步信号类型。如果微处理器80判断同步信号编码在绿色信号上，在150步微处理器80就将绿色信号送到同步分离器50。在150步同步分离器50从绿色信号中恢复被编码的水平和垂直信号。

否则，在152步微处理器80判断输入信号是否是合成类型的同步，其中同步信号编码在合成信号上。如果合成信号被使用，在154步微处理器80就将合成信号送到同步分离器50，以恢复被编码的水平和垂直信号。

在156步，微处理器80对输入视频信号进行采样，以判断垂直同步信号的方向(sense)是正或负。如果一个正垂直同步信号在158步被接收到，微处理器80就在160步开始对由正垂直同步信号定义的帧的开始端的水平线开始计数。通过一个数学公式，微处理器80并不实际计数每条单个的水平线，而是将水平线的数量除以某个数以获得较好的分辨率。

在162步，微处理器80判断另一个正垂直同步信号是否被探测到。如果第二个正垂直同步信号被探测到，微处理器80就停止对水平同步线计数并合计水平线的数量。否则，微处理器80继续对水平同步线计数，直到接收到另一个垂直同步信号。计数是通过探测对应水平线的脉冲的数量进行的。垂直同步信号之间在一帧以内计数的水平线数量决定通过视频电缆适配器40提供的视频信号的视频模式。例如，如果计数的水平线的数量为大约480，则视频模式为VGA的640×480。

如果在156步垂直同步信号不为正，微处理器80就判断垂直同步的方向为负。微处理器80继续执行类似158-162步的164-168步，除了同步信号的方向不同。在164步，微处理器80判断一个负同步信号是否被接收到。如果第一个负同步信号被接收到，微处理器80就在166步开始对水平线计数，直到在168步接收到第二个负垂直同步信号。

在170步，微处理器80通过比较刚才所计的当前数和参数的标称值，判断通过156-168步判断的模式是否是与前面相同的视频协议。如果标称值与当前值匹配，微处理器80就循环返回到144步。

否则，微处理器80判断在172-180步中输入信号的显示协议。在172步，微处理器80判断所计水平线数是否落在1024×768的XGA范围内。如果所计数落在XGA范围内，微处理器80就恢复对XGA显示协议合适的参数。

否则，微处理器80在174步判断所计数是否落在800×600的SVGA范围内。如果所计数落在SVGA范围内，微处理器80就在174步决定对SVGA显示协议合适的参数。

否则，微处理器80在176步判断所计数是否落在640×480的VGA范围内。如果所计数落在VGA范围内，微处理器80就在174步决定对VGA显示协议合适的参数。

否则，微处理器80在178步判断所计数是否落在720×400的PCTEXT范围内。如果所计数落在PC TEXT范围内，微处理器80就在174步决定对PC TEXT显示协议合适的参数。

否则，微处理器80在180步判断所计数是否落在640×400的VGATEXT范围内。如果所计数落在VGA TEXT范围内，微处理器80就在174步决定对VGA TEXT显示协议合适的参数。

否则，微处理器80判断它无法确认显示协议或所计数超出模拟LCD板30的能力。微处理器80循环返回到144步重新开始。同时，微处理器80进入省电模式，屏幕背景光关闭，直到它接收到到来信号。

在182步，微处理器80访问索引表，该索引表包括基于在172-180步中判断的显示协议的用于PLL 90和模拟LCD板30的参数。

在184步，微处理器80判断被查找的参数是缺省参数或是定制参数。例如，这些参数可能已经被用户在120步、128步或136步中调整过，并且显示协议的参数可能已经用用户参数定制过。如果判断这些参数是定制的，微处理器80就在186步从EEPROM中读参数。如果判断这些参数是缺省参数，微处理器80就在188步从ROM中读参数的缺省值。在186步和188步，最接近输入参数的频率参数被检索。

在190步，被检索的参数编程到模拟LCD板30。在192步，这些参数被送到接口20中的所有其它组件。例如，这些参数被用于编程PLL 90，以获得适合于显示分辨率的频率。水平位置、垂直位置、水平宽度和亮度参数被同时更新。然后，微处理器80循环返回到144步。因此，这个过程不断检查输入视频信号并自动调整当前的使用信号。

将会理解到，上述仅是本发明的原理的说明，那些熟练的技术人员可以在不偏离本发明的范围和精神的情况下作各种变型。例如，各种电路组件的数量可以用很多不同的方法改变以制造大小和难易各异的接口。

Claims (24)

1.使平板显示终端能模拟多频阴极射线管显示器工作的一种方法，包括：接收模拟视频信号；从所述模拟视频信号中分离出同步信号；测量所述同步信号的频率；基于所述频率决定所述模拟视频信号的显示协议；检索所述显示协议的预定参数；以及基于所述参数编程所述平板显示终端。

2.权利要求1定义的方法，其中所述的分离步骤包括恢复水平和垂直同步信号的步骤。

3.权利要求2定义的方法，其中所述测量步骤包括以下步骤：判断所述垂直同步信号的方向；对第一垂直同步信号和随后的第二垂直同步信号之间的水平线计数；以及设置所述数作为所述频率。

4.权利要求1定义的方法，其中决定步骤包括以下步骤：访问具有用于多个所述显示协议的所述预定参数的数据库；以及确认具有与所述频率最接近的预定参数的所述显示协议。

5.权利要求4定义的方法，进一步包括以下步骤：将所述频率除以一个预定数；以及比较所述被除频率和所述显示协议的所述预定参数。

6.权利要求1定义的方法，其中所述分离步骤包括以下步骤：确定同步编码的类型；确认基于所述类型的编码信号；以及将所述编码信号解码为所述同步信号。

7.权利要求1的方法，其中所述编程步骤包括以下步骤：用所述参数编程所述平板显示终端的模拟液晶显示板；以及编程对于适当频率的所述平板显示终端的一个锁相环。

8.权利要求7的方法，其中所述模拟液晶显示板的所述编程步骤包括以下步骤：存储水平和垂直位置参数；存储水平宽度参数；以及存储亮度参数。

9.权利要求1定义的方法，进一步包括以下步骤：探测来自至少一个按钮的输入；基于所述输入调整所述参数；存储所述被调整的参数；以及重编程所述平板显示终端。

10.使平板显示终端能模拟多频阴极射线管显示器工作的一种方法，包括以下步骤：

接收模拟视频信号；

从所述模拟视频信号中分离出颜色信号与垂直和水平同步信号；

判断所述垂直信号的方向；

计数由所述垂直信号定义的一帧之间的所述水平线；

查找多个显示协议的缺省参数；

确认具有与所述计数最接近的缺省参数的所述显示协议之一；

检索所述显示协议的所述缺省参数；

基于所述缺省参数编程所述平板显示终端的液晶显示板；以及

基于所述缺省参数编程所述平板显示终端的锁相环。

11.权利要求10定义的方法，其中所述分离步骤包括以下步骤：决定用于编码所述模拟视频信号的视频模式；以及基于所述视频模式解码所述模拟视频信号为所述垂直和水平信号。

12.权利要求10定义的方法，进一步包括以下步骤：探测来自多个按钮的输入；基于所述输入调整包括水平和垂直位置、水平宽度和亮度的所述参数；存储所述被调整的参数；以及重编程所述平板显示终端的模拟液晶显示和锁相环。

13.权利要求10定义的方法，进一步包括步骤：当在预定的时间内没有探测到所述视频信号时，所述液晶板的背景光关闭。

14.权利要求10定义的方法，进一步包括步骤：当所述水平线的所述计数超出所述液晶显示板的显示能力时，所述液晶板的背景光关闭。

15.权利要求10定义的方法，其中所述显示协议包括VGA、SVGA、XGA、TEXT1和TEXT2协议。

16.使平板显示终端能模拟多频阴极射线管显示器工作的一种电路，包括：

一个电缆适配器，用于接收模拟视频信号，并且从所述模拟视频信号中分离出颜色信号和同步信号；

一块模拟液晶显示板，连到所述电缆适配器；

一个锁相环，连到所述电缆适配器和所述模拟液晶显示板；以及

一个微处理器，连到所述电缆适配器、所述模拟液晶显示板和所述锁相环，用于测量所述同步信号的频率，基于所述频率决定所述模拟视频信号的显示协议，检索所述显示协议的预定参数以及基于所述参数编程所述模拟液晶显示板和所述锁相环。

17.权利要求16定义的电路，进一步包括一个连到所述微处理器和所述模拟液晶显示板的亮度控制器，用于控制所述液晶显示板的背景光亮度。

18.权利要求16定义的电路，进一步包括一个同步分离器，用于从包括在所述模拟视频信号中的被编码的同步信号中解码水平和垂直同步信号。

19.权利要求16定义的电路，进一步包括至少一个按钮，用于调整所述参数。

20.权利要求19定义的电路，其中所述参数包括所述模拟液晶显示板的水平和垂直位置、水平宽度和亮度。

21.权利要求16定义的电路，其中所述显示协议的标准参数作为所述预定参数存储在只读存储器中。

22.权利要求21定义的电路，其中用户调整后的参数作为所述预定参数存储在电可擦除可编程只读存储器中，所述用户调整后的参数取代所述标准参数作为所述预定参数。

23.权利要求16定义的电路，进一步包括一个控制专用集成电路，用于保护所述模拟液晶显示板以防电源溢出。

24.使平板显示终端能模拟多频阴极射线管显示器工作的一种设备，包括：接收模拟视频信号的装置；

从所述模拟视频信号中分离出颜色信号和同步信号的装置；

与所述分离装置相连的模拟液晶显示；

与所述分离装置和所述模拟液晶显示相连的装置，用于提供时钟信号；以及

与所述分离装置相连的装置，用于测量所述同步信号的频率，基于所述频率确定所述视频信号的显示协议，检索所述显示协议的预定参数，以及编程所述模拟液晶显示和所述时钟信号提供装置。

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