毕业设计写作提纲(1).doc

陕西理工学院毕业设计计算机显示器信号发生器设计XXX（陕西理工学院物理系电子信息科学与技术专业电信062班，陕西汉中 723001）指导教师：宋卫星摘要 在维修节能型计算机彩色显示器时，若采用专用的计算机显示器信号发生器能避免因显示器的频繁开关而损坏主机显卡，操作需要时可直接开关显示器，无需考虑信号发生器的安全，大大方便维修操作。由7555时基IC构成的振荡器、触发器与用CD4060二进制串行计数器、74LS161二进制同步计数器等构成的分频电路能够组成满足上述要求的计算机显示器信号发生器。关键词 显示器；7555时基IC；分频电路；信号发生器Design of computer monitor signal generator Zhang Qiumi（Grade06,Class2,Major Electronic Information Science and Technology,Physics Dept.,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi）Tutor:Song WeixingAbstract : Repairing energy-saving color computer monitors with a specially designed signal generator can avoid the risk of display adaptor damage ,it allows the switch on and off of the monitor when in need without worrying about the safety of the signal generator,thus brings about great convenience to the repairing. Such a signal generator can be realized with a free oscillator of 7555 time-base IC ,FF of 7555 time-base IC ,and a frequency division circuit of a CD4060 14-stage binary serial counter and a 74LS161 2-bit binary synchronous counter.Key words : monitor ; 7555 time-base IC ; frequency division circuit ; signal generator 目录引言11 显示器信号发生器的构成原理11.1 显示器的显示原理11.2 图像形成原理11.3 显示器信号发生器构成框图22 芯片简介32.1 555时基电路的简介及应用32.1.1 555时基电路的简介32.1.2 555时基电路的原理32.1.3 用555定时器构成的多谐振荡器42.1.4 用555定时器构成的单稳态触发器52.1.5 用555定时器构成的施密特触发器62.2 CD4060和CD4040的简介62.3 74LS161简介62.4 模拟开关CD4066简介73 显示器信号发生器的各部分电路设计73.1 可变8倍行频振荡电路设计73.2 8倍分频电路设计83.3 行同步信号产生电路设计93.3.1 行同步信号相位调整电路93.3.2 行同步信号产生电路93.4 场同步信号处理电路设计103.4.1 512、640倍分频电路设计114 图像信号产生电路124.1 垂直亮线信号形成电路124.2 水平亮线信号形成电路124.3 图像信号的输出电路135 系统的调试及检测145.1 系统调试步骤145.2 系统调试结果156 结束语和展望15致谢15参考文献16附录A17附录B18附录C19引言近年来，随着电脑的逐步普及并进入家庭，计算机显示器也为越来越多的消费者所熟悉。在家用电脑的外围设备中，显示器是相对故障率较高的部件。许多人以为，显示器与电视的原理是一样或相似的，维修手段也差不多。其实，两者之间的差异还是很大的。.1 显示器信号发生器的构成原理1.1 显示器的显示原理计算机主机输出的电信号，无论输出到CRT显示器，还是输出到液晶显示器，其信号都是相同.1.2 图像形成原理电子束有规律地扫动称为扫描。显示器显示图像是借助电子束在屏幕上的扫描完成的。电子束1.3 显示器信号发生器构成框图行同步fH场同步fV图1.4 显示器信号发生器构成框图RGB图像信号垂直信号形成水平、垂直信号合成图像信号输出消隐8倍行频振荡 行同步相 位调 整行同步脉 冲形 成8倍分频水平信号形成512、640倍分 频场同步脉 冲形 成本文所述彩显信号源具有VGA、SVGA两种显示方式，它由可变8倍行频振荡、行同步信号形成、512、640倍分频、场同步信号形成、水平亮线信号形成、垂直亮线信号形成、图像信号合成、图像输出等构成，构成框图如图1.4所示。其中，8倍行频振荡电路的作用是产生VGA、SVGA显示方式下252kHz、284kHz的方波。此方波经过8倍分频电路后作为行同步信号。行同步相位(phase，是描述讯号波形变化的度量，通常以度作为单位，也称作相角)调整是完成行同步脉冲与垂直亮线信号间的相位处理，使行同步脉冲信号与其在时间上接近的垂直亮线信号对齐，以便消除行逆程期间出现的垂直亮线信号。行同步脉冲的形成是利用行频矩形波的下降沿触发单稳态触发器，产生宽度符合要求的正极性行频脉冲。512、640倍分频的作用是为了获得行场之比为512、640的关系。消隐是为了使在回程期不出现干扰亮线。垂直亮线信号是由8倍行频脉冲经过负脉冲变换电路而形成的。水平亮线信号直接由8倍场频脉冲经过负脉冲变换电路而形成的。图像信号是由8倍行频负脉冲与8倍场频负脉冲经过与非门(即)后得到正极性的垂直亮线与水平亮线的叠加，最后再经过阻抗变换，就得到了图像信号输出。2 芯片简介2.1 555时基电路的简介及应用2.1.1 555时基电路的简介555电路在20世纪70年代初刚问世时，它仅仅是为制作电子定时器电路而设计制造的。人们在应用555设计电路的实践当中，发现该电路有着非常灵活的使用方法，极其通用的电路功能。设.2.1.2 555时基电路的原理555电路的引脚图如图2.1所示。2.1.3 用555定时器构成的多谐振荡器用555定时器构成的多谐振荡器原理图如图2.3所示。R1、R2、C是外接定时元件，阈值TH 脚、脚连接起来接uC，晶体三极管集电极脚接到R1、R2的连接点P。 (2.2)（3）电路振荡周期 （2.3）频率 （2.4）2.1.4 用555定时器构成的单稳态触发器单稳态触发器具有的特点：它是一个稳定状态和一个暂稳状态；在外来触发脉冲的作用下，能够有稳定状态翻转到暂稳状态；暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态，而暂稳态 （2.6）2.1.5 用555定时器构成的施密特触发器施密特触发器一个重要的特点，就是能够把各种各样的信号波形，整形为适合于数字电路需要的矩形脉冲，而且由于具有滞回特性，所以抗干扰能力很强。施密特触发器在脉冲产生和整形电路中应用广泛3-5,9。用555定时器构成的施密特触发器原理电路图如图2.5所示。将555电路的 5。2.2 CD4060和CD4040的简介CD4060是4000系列CMOS器件中的一种。它由一个振荡器部分和14逐位进位二进制计数级组2.3 74LS161简介74LS161是集成4位二进制同步加法计数器。引脚排列如图2.8所示。其中CP是输入计数脉冲，也就是加到各个触发器的时钟信号段的时钟脉冲；是清零端；是置数控制端；EP和ET是两.表2.1 74LS161功能清零预置控制时钟预置数据输入输出/CR/LDEPETCPA3A2A1A0Q3Q2Q1Q00000010d3d2d1d0d3d2d1d0110x保持110保持1111计数由表2.1可知，74LS161具有以下功能：.2.4 模拟开关CD4066简介CD4066是一个四双向开关，用于传输或多工器模拟或数字信号。引脚如图2.9所示。在电视.3 显示器信号发生器的各部分电路设计3.1 可变8倍行频振荡电路设计由构成框图可知可变8倍行频振荡电路的功用是产生VGA、SVGA显示方式下252kHz、284kHz.(a) SVGA方式(b) VGA方式图3.2 可变8倍行频振荡器仿真波形图3.1 可变8倍行频振荡器K1a主要是控制本设计中的两种模式即完成VGA、SVGA的切换。在Protel99SE软件中仿真波形如图3.2所示。由于两种方式只是频率不同其它的都相同，所以，下面所有的仿真波形均为VGA模式。3.2 8倍分频电路设计由于8倍分频电路的任务是将8倍行频方波分频成为行频矩形波，本设计中主要用芯CD4040(IC7).3.3 行同步信号产生电路设计3.3.1 行同步信号相位调整电路此模块主要用7555(IC3)构成的单稳态触发器完成行同步脉冲与垂直亮线信号间的相位处理。使行同步脉冲信号与其在时间上接近的.3.3.2 行同步信号产生电路由于行同步脉冲的产生电路是利用行频矩形波的下降沿触发单稳态触发器，即用行同步信号相.实际上，软件仿真波形如图3.8所示。存在着一定的误差主要是因为芯片的参数离散性造成的。3.4 场同步信号处理电路设计显示器信号发生器有相当于VGA、SVGA两种显示方式的扫描频率。VGA方式时，行频为31.5kHz场频为61.5Hz；SVGA方式时，行频为35.5kHz，场频为55.47Hz。为保证图像稳定，在此将行同步信号.。3.4.1 512、640倍分频电路设计为了获得行，场频之比为512、640的关系，现用CD4060十四位二进制串行计数器(IC8)构成27(=128)倍分频器，用74LS161四位二进制同步计数器(IC6)构成4或5倍分频器；27倍分频器与4倍分频器串联，即可完成512倍的分频；27倍分频器与5倍分频器串联，即可完成640倍的分频8。4 图像信号产生电路图像为“井”字格图形,这就要求图像信号中包含垂直亮线信号(8倍行频脉冲)及水平亮线信号(8倍场频脉冲)。4.1 垂直亮线信号形成电路垂直亮线信号由IC1（可变8倍行频振荡电路）输出的8倍行频脉冲经IC2（变换负脉冲电路）变4.2 水平亮线信号形成电路水平亮线信号直接由IC8脚输出的8倍场频脉冲经IC5A变换为负脉冲而成。变换负脉冲电路主.C19现选择C19=1500pF。经过软件仿真、调试，可知各元器件的参数如图3.18中电路所示，其中，C4、C22起到滤波的作用，放在不同的位置滤波效果不同；R18的作用就是使输入正脉冲宽度电压uov2降低。经过0.01uF的电容后，输入信号在上升沿时uov3处变为正脉冲，下降沿时uov3处变为负正脉冲；经过555以后，所有的正脉冲都变为了负脉冲，从而实现了设计要求。软件仿真波形如图3.19所示。4.3 图像信号的输出电路为了消除回扫期的亮线，现选模拟开关CD4066和与非门来实现。把行同步信号，场同步信号经过消隐后，5 系统的调试及检测系统调试采用模块化调试和整体组合调试相结合的方法来进行。经过模块化的软件仿真、硬件系统调试和组装测试，最终实现了可变8倍行频振荡电路功能、8倍分频电路功能、行同步信号电路功能、.5.1 系统调试步骤本系统所说的调试是指在实验室里，对已知的标准量进行测试和比较，以验证电路设计的是否正确和合理。对本电路来说，所需的器件表如表5.1所示。硬件连接电路如附录C所示。.5.2 系统调试结果计算机显示器信号发生器的调试过程是一个不断完善的过程，经过多次修改补充，最终实现了显示器上输出图形为“井”格形式，并且有两种显示模式。完成了本设计的要求。经系统调试后的电路图如附录B所示。6 结束语和展望本计算机显示器信号发生器的设计已经通过了软件仿真和硬件调试，并且实现了各项指标要求。为显示器的维修带来了很大的方便，而且价格低廉，体积小，方便携带，还能避免因显示器的频繁开关而损坏主机显卡等功能。然而，在硬件制作的过程中7555芯片全部用NE555来代替的，所以输出波形不太稳定，再加本人所学知识的有限性，所以电路也存在一些缺陷，还有待完善。如果能用单片机来实现会更加的简单、使用，性能也会比较稳定。致谢在本设计的写作和制作过程中，我的指导教师宋卫星倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱。为了指导我的毕业设计，他放弃了自己的休息时间；为了帮我调试电路，他忘记了下班时间；甚至为了帮我找一个电阻或电容而放弃手中的其他工作.。参考文献1 张三年.液晶显示器维修入门与提高M.北京:电子工业出版社,2007,7:15-48.2 沈大林,蔡国清,伍遵义.彩色电视机原理与维修M.北京:电子工业出版社,1988,1.3 郝鸿安,徐红媛.555集成电路实用大全M.上海:上海科学普及出版社,1996:1-7.4 肖景和.555集成电路应用精粹M.北京:人民邮电出版社,2007,9:1,3-12.5 余孟尝.数字电路技术基础简明教程(第二版)M.北京:高等教育出版社,1999:268-341,371-390.6显示器电路原理与维修编写组.显示器电路原理与维修M.北京:电子工业出版社,1992.7 张仁霖曹光跃,江力.电视机原理与技术M.西安:西安电子科技大学出版社,2009,8:1-8.8 赵负图.数字逻辑集成电路手册M.北京:化学出版社,2004.11:2