显示系统由显示适配器(显示卡)和显示器组成

1、第 1 页显示系统：显示系统：由显示适配器由显示适配器(显示卡显示卡)和显示器组成。和显示器组成。 第四讲第四讲 显示系统显示系统计算机计算机主机系统主机系统总线总线显示显示适配器适配器显示接口显示接口显示器显示器ISAEISAVESAPCIAGPPEI-EMDA(字符字符)HGA(图形图形)CGA(图形图形)EGA(图形图形)VGA(图形图形)SVGA(图形图形)XGA(图形图形)CRTLCD投影投影CRTCRT显示器显示器LCDLCD显示器显示器显示适配器显示适配器第 2 页CRT显示器的成像原理显示器的成像原理第 3 页CRT显示器的彩色成像显示器的彩色成像 由显示适配器送到显由显示适配

2、器送到显示器的信号主要有垂直示器的信号主要有垂直同步同步(V)、水平同步、水平同步(H)和三基色信号和三基色信号(R、G、B)。视频视频放大放大水平水平扫描扫描垂直垂直扫描扫描RGBHV彩色成像：三基色原理彩色成像：三基色原理任何颜任何颜色都可以由红色都可以由红(R)、绿、绿(G)、蓝、蓝(B)三三种基本颜色按一定比例混合而成。种基本颜色按一定比例混合而成。彩色显示器的每一个点都由红、绿、彩色显示器的每一个点都由红、绿、蓝三个点组成。蓝三个点组成。第 4 页CRT显示器的光栅扫描显示器的光栅扫描扫描：当固定在显象管颈上的水平和垂直偏转线圈有电扫描：当固定在显象管颈上的水平和垂直偏转线圈有电流通

3、过时，会在电子束通道上产生偏转磁场，改变电子流通过时，会在电子束通道上产生偏转磁场，改变电子束的运动方向。束的运动方向。垂直周期正向反向水平周期正向反向第 5 页一、一、CRT工作原理工作原理 主要由电子枪、偏转线圈、荫罩、荧光粉层主要由电子枪、偏转线圈、荫罩、荧光粉层及玻璃外壳五部分组成，采用光栅扫描方式及玻璃外壳五部分组成，采用光栅扫描方式形成图像。形成图像。 电子束电子束经过聚焦和加速后在偏转控制下轰击经过聚焦和加速后在偏转控制下轰击到涂有荧光粉的屏面，使被轰击点发光。到涂有荧光粉的屏面，使被轰击点发光。 垂直垂直( (纵向纵向) )水平水平( (横向横向) )偏转线圈控制电子束偏转线圈

4、控制电子束扫描屏幕。扫描屏幕。 对红、绿、蓝三种颜色赋予不同比例的强度，对红、绿、蓝三种颜色赋予不同比例的强度，可以合成自然界中的所有颜色。可以合成自然界中的所有颜色。第 6 页二、二、CRT的基本指标的基本指标尺寸：屏幕对角线长度尺寸：屏幕对角线长度( (英寸英寸) )，有，有1414、1515、1717、1919、2121英寸等。英寸等。点距：两个同色光点间的距离点距：两个同色光点间的距离(mm)(mm)，一般为，一般为0.28mm0.28mm，较高挡产品为较高挡产品为0.240.240.21mm0.21mm。分辨率：显示屏水平方向和垂直方向像素的数目，一分辨率：显示屏水平方向和垂直方向像

5、素的数目，一般有般有640X480640X480、800X600800X600、1024X7681024X768、1280X10241280X1024、1600X12001600X1200等，一般满足等，一般满足4:34:3。刷新率：屏幕被扫描刷新的频率。由行频（每秒扫描刷新率：屏幕被扫描刷新的频率。由行频（每秒扫描的行数）和当时的分辨率决定的，行频越高，同一分的行数）和当时的分辨率决定的，行频越高，同一分辨率下的刷新率就越高；而行频一定的情况下，分辨辨率下的刷新率就越高；而行频一定的情况下，分辨率越高则它能达到的刷新率越低。一般屏幕的刷新率率越高则它能达到的刷新率越低。一般屏幕的刷新率要达到

6、要达到75Hz75Hz以上，人眼才不易感觉出屏幕的闪烁。以上，人眼才不易感觉出屏幕的闪烁。第 7 页LCD偏光板的特性偏光板的特性第 8 页LCD偏光板的特性偏光板的特性第 9 页LCD液晶的作用液晶的作用第 10 页LCD显示器的呈像原理显示器的呈像原理第 11 页一、一、LCD工作原理工作原理主要部件：背光源、偏光板主要部件：背光源、偏光板1、导电玻璃基板、液晶、导、导电玻璃基板、液晶、导电玻璃基板、彩色滤光片、偏光板电玻璃基板、彩色滤光片、偏光板2。背光源提供一个明亮均匀的光源。背光源提供一个明亮均匀的光源。两片导电的玻璃基板，中间夹着液晶。通过控制两片玻两片导电的玻璃基板，中间夹着液晶

7、。通过控制两片玻璃基板之间的电压，控制液晶的排列秩序，从而控制光璃基板之间的电压，控制液晶的排列秩序，从而控制光线旋转的角度，再借助于偏光板控制光线的强弱。线旋转的角度，再借助于偏光板控制光线的强弱。两个玻璃基片、液晶层，分割成许多个独立的小矩形区两个玻璃基片、液晶层，分割成许多个独立的小矩形区域域(像素像素)，每个小矩形区域由，每个小矩形区域由3个单元格构成，其中每个个单元格构成，其中每个单元格前面分别有红、绿、蓝色的滤光片。单元格前面分别有红、绿、蓝色的滤光片。每个单元格通过一个薄膜管每个单元格通过一个薄膜管(Thin Film Transistor)施加施加电压来控制通过光线的强弱，从而

8、控制红、绿、蓝三原电压来控制通过光线的强弱，从而控制红、绿、蓝三原色的不同比例，最终合成该像素所需要的颜色。色的不同比例，最终合成该像素所需要的颜色。第 12 页常见的彩色滤光片的排列常见的彩色滤光片的排列第 13 页二、二、LCD的基本技术的基本技术指标指标点距：点距：LCD的点距是两个液晶颗粒之间的距离，液晶面的点距是两个液晶颗粒之间的距离，液晶面板的宽或高除以水平像素数或垂直像素数。板的宽或高除以水平像素数或垂直像素数。分辨率：分辨率：显示屏水平方向和垂直方向像素的数目，如显示屏水平方向和垂直方向像素的数目，如1024768、16001200。刷新率：刷新率： LCD中每个像素都在一定的

9、信号（电压）下持中每个像素都在一定的信号（电压）下持续不断的发光，直到另一个信号（电压）来到时才会改续不断的发光，直到另一个信号（电压）来到时才会改变发光强度，所以其实变发光强度，所以其实LCD不存在刷新率的问题。不存在刷新率的问题。 视角：视角：即可视角度。当你坐在显示器的左右两方各即可视角度。当你坐在显示器的左右两方各60度度时都能看清画面，超过时都能看清画面，超过60度则无法看清，则水平可视角度则无法看清，则水平可视角度就是度就是120度。也有垂直可视角度。目前主流度。也有垂直可视角度。目前主流LCD显示器显示器普遍具备普遍具备160度以上的水平可视角度。发展趋势，这一指度以上的水平可视

10、角度。发展趋势，这一指标将逐渐失去意义。标将逐渐失去意义。 第 14 页二、二、LCD的基本技术的基本技术指标指标响应时间：响应时间：LCD各像素点对输入信号反应的速度，越小各像素点对输入信号反应的速度，越小越好，响应时间过长将导致画面快速变化时出现残影。越好，响应时间过长将导致画面快速变化时出现残影。CRT响应时间仅为响应时间仅为1ms，一般忽略不计。但，一般忽略不计。但LCD靠液晶分靠液晶分子的扭转来控制光线的强弱，因此子的扭转来控制光线的强弱，因此LCD的响应时间要远的响应时间要远大于大于CRT显示器。但目前主流显示器。但目前主流LCD都在都在5ms以上，已完全以上，已完全克服了克服了L

11、CD显示器显示延迟大的传统硬伤。显示器显示延迟大的传统硬伤。亮度：亮度：亮度指画面的明亮程度，最大亮度通常由背光源亮度指画面的明亮程度，最大亮度通常由背光源来决定。一般为来决定。一般为170350流明（流明（cd/m2）。桌面）。桌面LCD显示器显示器的亮度必须大于的亮度必须大于200流明才有较好的显示画面。流明才有较好的显示画面。对比度：对比度：指屏幕上同一点最亮时（白色）与最暗时（黑指屏幕上同一点最亮时（白色）与最暗时（黑色）的亮度的比值。高对比度意味着有相对较高的亮度色）的亮度的比值。高对比度意味着有相对较高的亮度和艳丽程度。和艳丽程度。对比度和亮度共同决定显示画面的效果。对比度和亮度共

12、同决定显示画面的效果。LCD显示器的显示器的亮度和对比度综合起来不如亮度和对比度综合起来不如CRT显示器。显示器。第 15 页显示适配器显示适配器组成与结构组成与结构显示适配器（显卡）卡的结构显示适配器（显卡）卡的结构p 独立显卡：是显示器与主机通信的控制电路和接独立显卡：是显示器与主机通信的控制电路和接口，它是一块独立的电路板，安装在主板的扩展口，它是一块独立的电路板，安装在主板的扩展槽中。槽中。p 集成显卡：在整合结构的主板上，显示卡直接集集成显卡：在整合结构的主板上，显示卡直接集成在主板北桥芯片上。成在主板北桥芯片上。p 按显卡与主板的接口上的发展主要有：按显卡与主板的接口上的发展主要有

13、：ISAISA、EISAEISA、VESAVESA、PCIPCI、AGPAGP、PCI-EPCI-E等。等。p 显卡的主要部件：印制电路板、显示芯片、显示显卡的主要部件：印制电路板、显示芯片、显示内存、内存、BIOSBIOS芯片、芯片、RAMDACRAMDAC、显示输出插座等。、显示输出插座等。第 16 页显示适配器显示适配器组成与结构组成与结构第 17 页一、显示适配器工作原理一、显示适配器工作原理p显示卡工作在显示卡工作在CPU和显示器之间，基本作用是和显示器之间，基本作用是控制电脑的图形输出。控制电脑的图形输出。p显示卡负责将显示卡负责将CPU送来的影像数据处理成显示送来的影像数据处理成

14、显示器可以了解的格式，再送到显示器形成图像。器可以了解的格式，再送到显示器形成图像。p现在的显示卡都有自己的图形函数加速器和显现在的显示卡都有自己的图形函数加速器和显存，在存，在CPU的指示下，可以完成繁重的图形操的指示下，可以完成繁重的图形操作，从而可以大大减少作，从而可以大大减少CPU图形处理的负担。图形处理的负担。第 18 页一、显示适配器工作原理一、显示适配器工作原理p显示芯片：显卡的核心，经常带有散热片或风显示芯片：显卡的核心，经常带有散热片或风扇它负责对总线上送过来的数据进行分析处扇它负责对总线上送过来的数据进行分析处理，然后传送给显存。可以把它想像成专门用理，然后传送给显存。可以

15、把它想像成专门用来处理图像的来处理图像的CPU，有自己的专门指令，可以，有自己的专门指令，可以加工处理显存中要显示的内容，以完成某些特加工处理显存中要显示的内容，以完成某些特定的绘图功能，从而分担定的绘图功能，从而分担CPU的图像处理工的图像处理工作。作。p显示内存：与系统主存的功能是一样的，只是显示内存：与系统主存的功能是一样的，只是负责的区域不同。显示内存用来暂存显示芯片负责的区域不同。显示内存用来暂存显示芯片处理的数据，屏幕上的图像数据都是存放在显处理的数据，屏幕上的图像数据都是存放在显示内存里的。示内存里的。第 19 页一、显示适配器工作原理一、显示适配器工作原理pRAMDAC：(RA

16、M Digtal to Analog Converter) 实际实际上是一数模转换器，负责将显存中的数字信号上是一数模转换器，负责将显存中的数字信号转换成显示器能够接收的模拟信号转换成显示器能够接收的模拟信号(CRT显示器显示器工作在模拟状态下工作在模拟状态下)。p显示显示BIOS：和主板：和主板BIOS的作用有点类似。主要的作用有点类似。主要用于显示卡芯片与驱动程序之间的控制程序，用于显示卡芯片与驱动程序之间的控制程序，它存放着显示卡的硬件代码，还存放有显示卡它存放着显示卡的硬件代码，还存放有显示卡型号、规格、生产厂家、出厂时间等信息。现型号、规格、生产厂家、出厂时间等信息。现一般采用一般采

17、用Flash ROM，可通过专用程序来改写，可通过专用程序来改写，以便用户对显示卡进行升级。以便用户对显示卡进行升级。第 20 页一、显示适配器工作原理一、显示适配器工作原理p 显示器端口显示器端口（1）VGA端口（端口（Video Graphics Array，视频图形阵列）是，视频图形阵列）是一个一个15个插孔的个插孔的“D”形插座，它的插孔分形插座，它的插孔分3排、每排排、每排5个个孔，用于显示模拟信号的输出。孔，用于显示模拟信号的输出。（2）DVI端口（端口（Digital Visual Interface，数字显示接口）用，数字显示接口）用于连接于连接LCD（液晶显示器）等数字显示器

18、。（液晶显示器）等数字显示器。（3）视频端口，通过它完成向电视机或监视器输出图像）视频端口，通过它完成向电视机或监视器输出图像的功能。常见有两种接口：的功能。常见有两种接口：S-Video端口和端口和AV端口端口第 21 页一、显示适配器工作原理一、显示适配器工作原理p显示卡工作的全过程：显示卡工作的全过程：首先由首先由CPUCPU向图形处理器发布指令。向图形处理器发布指令。当图形处理器完成后，将数据传输至显示内存。当图形处理器完成后，将数据传输至显示内存。显示内存进行数据读显示内存进行数据读取后将数据送至取后将数据送至RAMDACRAMDAC（数（数/ /模转换器）模转换器）RAMDACRAMDAC将数字信将数字信号转换为模拟信号输出线号转换为模拟信号输出线显示器。显示器。第 22 页二、显卡的技术指标二、显卡的技术指标p芯片位宽：显示芯片内部数据总线的宽度。目前芯片位宽：显示芯片内部数