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物理学论文-TVGA彩色视频模式.doc

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物理学论文-TVGA彩色视频模式.doc

物理学论文TVGA彩色视频模式摘要本文首先分析了TVGA的结构和其显示原理,然后进一步阐述了其256彩色模式下的存储模式,并给出了的实用编程技术,还附了一个在TVGA显示器上显示256色图像的源程序。关键词DAC彩色表增强型视频图形阵列TVGA自从Trident公司开发出来,现在以成为IBM和其他兼容机上普遍适用的图形显示器。TVGA提供与VGA寄存器级兼容能力,并增强了几种显示模式,特别是它能很方便的显示256种颜色,为我们提供了丰富多彩的照片式图像显示。为了让读者能对TVGA的256色模式有一个清楚而全面的认识,文章将从结构显示原理以及存储模式等方面来介绍,最后并给出TVGA256色模式下的编程技术。一、TVGA视频模式TVGA提供了与VGA寄存器级兼容能力,而且大大增强了图形、文本模式,支持256K4DRAM、等离子体显示控制,它可以模拟VGA、EGA、CGA、MDA和256色图形方式,有640400、640480、800600和1024768四种模式。TVGA除拥有VGA标准图形模式外,还有扩展VGA模式。在配置512K视频缓冲区DRAM的系统中,256色的分辨率可达到800600若配置1MBDRAM,还可以达到1024768更高的分辨率。表1给出TVGA扩展图形模式的说明。T5S10600.GIF表1由表1可知TVGA提供4种256色扩充模式5CH640400、5DH640480、5EH800600和62H1024768。在此后的文中,所谈及的TVGA256色的视频模式就是上述四种模式。二、TVGA结构TVGA主要由定序器、CRT控制器、图形控制器、属性控制器、DAC支持逻辑、主总线接口及显示寄存器接口等7部分组成,它们之间的逻辑关系如图1所示。T5S10601.GIF图11.定序器定序器为DRAM接口提供基本的存储器时序,为CRT提供字符时钟,并执行某些存储器地址解码。它通过5个可以读写的寄存器进行控制。它们有两个I/O地址3C4和3C5。3C4是序号寄存器,用于选择工作寄存。数据输出到I/O地址为3C5的寄存器。2.CRT控制器CRT控制器通过产生显示器光栅的同步信号等来控制显示器,它也可以定义屏幕上显示数据的格式。3.图形控制器图形控制器位于存储器与系统处理器之间的数据通道中。在缺省状态下,图形控制器是透明的数据在处理器之间直接进行逻辑操作,为图形算法提供硬件支持。同样,图形控制器有两个I/O地址3CE和3CF,前者是序号寄存器,用于选择图形控制器各工作寄存器来驱动TVGA模拟显示器4.属性控制寄存器属性控制寄存器把图形控制器接收的数据格式化后进行视频显示。它操作调色板、屏幕边界或过扫描区和背景色彩。光标闪烁、下划线和显示逻辑地址也由它控制。在图形模式下,属性控制器把内存中的数据转化成彩色查找表的地址,并由视频DAC转换成模拟电平来驱动TVGA模拟显示器。5.数模转换器DAC数模转换器,是TVGA系统中的可编程控制设备。它把TVGA产生的二进制彩色信息转换成可由监视器显示的信号,DAC含有256个颜色数据寄存器,每个含有可显示的每种颜色。每个数据寄存器保存18位彩色信息,红绿蓝各占6位。这些基色位控制三色模拟显示的驱动。TVGA256模式时,显示缓冲区的每一项由18位组成,分成三部分,各6位,分别代表红绿蓝的值。查找表中每一项是可以设置的,因此可有256k种颜色可以设置,由于查找表最多只有256色,所以同时显示的颜色只有256种。显示缓冲区、视频DAC和彩色查找表、显示屏的关系可用图2来表示。T5S10602.GIF图2用于访问视频DAC的寄存器有5个,见表2。T5S10603.GIF表2选择查找表2中256个内部色彩寄存器,另有两个独立的寄存器,读序号寄存器仅用于读DAC颜色查找表,写序号寄存器仅用于写DAC颜色表。彩色寄存器宽18位,把8位序号写入3C8写序号寄存器,然后写6位数到数据寄存器3C9,那么8位序号彩色寄存器的3个分量就得到修改。每写3个字节,3C8写寄存器自动加一,因此不必重复设置序号便可给一组寄存器赋值。同样,向读寄存器3C7写入8位序号,然后从3C9中读3个6位值,便可得到该序号彩色寄存器值。每读3个字节,序号寄存器就自动加一,因此不必设置序号就可读出一组彩色寄存器值。读DAC状态寄存器3C7可以知道彩色查找表当前是读还是写。D0,D1位上的00值表示处于读模式,01值表示处于写模式。三、TVGA256视频模式的存储模式TVGA256图形模式,包括模式5C、5D、5E和62等。在这几种模式中,彩色查找表调色板的设置都是通过对端口3C7、3C8、3C9的读写达到重置彩色查找表的目的。这几种显示模式缓冲区的起始地址都是A0000,而所需缓存容量都大于TVGA基本的64KB,因此TVGA在控制卡上增加了一部缓存,它是通过3C4,3C5来存取。1.TVGA存储映射方式显示存储器DRAM在系统主存储空间的映射方式有两种,也就是两种页模式PAGEMODE,第一种允许CPU访问DRAM的地址范围为A0000BFFFF,即128K模式另一种地址范围为A0000AFFFF,即64K模式。前一种模式,在使用位平面存储方式下,一次可以访问128K的位平面而后一种模式则需要另外一个I/O端口位来选择读出的是哪一个64K。TVGA的视频BIOS缺省置为64K模式。可根据需要选择页模式,页模式由图形控制器中的辅助寄存器控制。图形控制器有I/O地址3CE和3CF,3CE为索引端口地址,3CF为数据端口地址。而辅助寄存器则为3CE的第6号索引寄存器。该寄存器中存放着可修改的单字节数据,各位意义如下4,5,6,7位保留2,3位DRAM在主存储区内的地址范围00A0000~BFFFF128K01A0000~AFFFF64K10B0000~B7FFF32K11B8FFF~BFFFF32K1位置为00位若为0,表文本方式若为1,表图形方式。在64K页模式下,由于一幅640480的256色图象至少需要240K缓存,这大大的超过了64K页模式下的缓存,因此TVGA在VGA64K基础上,利用定序器控制器的地址寄存器索引号为0EH来分别控制数据传送到不同的几个64KB缓存中。定序器控制器的索引端口地址为3C4,数据端口地址为3C5。而地址寄存器则为0E号索引,存放着单字节数据,各位意义如下4,5,6,7位保留2,3位0到3号存储块选择1位页选择读DRAM时,若为1,表读第一页若为0,表读第零页特别注意,写DRAM时,若为1,表写第零页若为0,表写第一页0位段选择。2.TVGA像素寻址图形显示模式下TVGA使用自然坐标系对其存储器进行寻址,各像素根据坐标在屏幕上定位,原点位于屏幕左上角,坐标最大点Xmax,Ymax位于右下角。屏幕像素地址为20位不包括0XA0000基地址,格式为16,17,18,19位意义同定序器控制器的地址寄存器的4,5,6,7位0..15位表段内偏移地址。四、TVGA编程技术在TVGA256色视频模式下,主要用于显示高质量照片式点阵式图像。原图像可以从彩色图像扫描仪中或电视摄像机中获得,只要把原图像格式转换成TVGA的256彩色显示格式,就可以直接把图像送TVGA显示存储器。本节所有例程都是用TURBOC语言写成,并都在微机上调试通过。1.模式设置用BIOS中的INT10H可完成模式设置,下面只讨论256色图形模式的设定。在每次模式设置前,还要设置缓冲区的存储模式。1缓冲区存储模式设置①128K模式voidmode128K{unsignedcharioutp0x3ce,0x06i0x01ii0x0foutp0x3cf,i}②64K模式voidmode64K{unsignedcharioutp0x3ce,0x06i0x05ii0x0foutp0x3cf,i2图形显示模式设置setmodeintmode{unionREGSin,outin.h.alunsignedcharmodein.h.ah0int860x10,in,out}2.画点程序和读点程序不妨设当前模式下的横向和纵向的最大分辨率maxx,maxy已知。putpixelintx,inty,unsignedcharcolor{longaddress,offsetunsignedcharsegnumbercharfarpaddressymaxxxoffsetaddress0x0000ffffsegnumberaddress0x000f0000outp0x3c4,0x0ein.h.alsegnumberin.h.alin.h.al0x0f0x02outp0x3c5,in.h.alpcharfar0xA0000000offsetpcolor}getpixelintx,inty,unsignedcharcolor{longaddress,offsetunsignedcharsegnumbercharfarpaddressymaxxxoffsetaddress0x0000ffffsegnumberaddress0x000f0000outp0x3c4,0x0eoutp0x3c5,segnumberpcharfar0xA0000000coloroffsetp}3.调色板的读写对于TVGA256色视频模式,BIOS中常用的是置调色板寄存器10H,其中改写和读取DAC彩色寄存器的功能如下。①设置单个DAC彩色寄存器值输入参数AH10H,AL10HBXDAC寄存器号0~255DH红色分量值6位CH绿色分量值6位CL蓝色分量值6位返回值无②设置DAC彩色寄存器组输入参数AH10H,AL12HBX寄存器组起始号0~255CX寄存器数目1~256ESDX彩色表地址每个彩色寄存器对应3个字节返回值无③读单个DAC彩色寄存器值输入参数AH10H,AL15HBXDAC寄存器号0~255返回值DH红色分量值CH绿色分量值CL蓝色分量值④读DAC彩色寄存器组输入参数AH10H,AL17HBX寄存器组起始号0~255

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