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第五章 显示器接口 §5.1CRT 显示器组成及工作原理 一、CRT显示器 二、CRT显示器的组成及工作原理 三、彩色CRT显示器的一些技术参数 §5.2 显示器接口电路—显卡 一、显卡 二、显卡的发展 三、显卡与主机及显示器接口的接口 §5.3 字符显示原理 §5.4 图形显示原理 §5.6 VGA的显示模式 §5.6 BIOS中的显卡的I/O功能程序 一、CRT显示器 一、CRT显示器 在多媒体计算机系统中应用最广泛的显示器是CRT显示器，CRT Cathode　Ray Tube 即阴极射线管，也称为显像管，是一种玻璃封装的真空显示器件。CRT显示器即阴极射线管显示器，是用来显示字符、图形和图像的微型计算机主要的输出设备。它主要由电子枪，偏转系统和荧光屏组成。 CRT显示器的分类方法很多： 按电子束扫描方式 光栅扫描式 随机扫描式 根据能显示颜色分 单色显示器：一个阴极 彩色显示器 三个独立的阴极 二、CRT显示器的组成及工作原理 1.电子枪 电子枪由灯丝，阴极，控制栅极，加速极，聚集极和高压阳极组成。其作用是产生一束沿管轴方向前进的、很细的、强度可控制的高能电子束。 ⑴灯丝和阴极 在CRT管颈端装有灯丝和阴极。灯丝装在阴极套管里，用于加热阴极。电流流过灯丝时使其发热，此热量辐射到阴极后使阴极升温，达到一定温度时阴极即发射电子。对金属加热时，金属内部的电子运动加剧，一部分自由电子因动能加大、速度提高而逸出金属表面，即热电子发射。热电子发射的数量随温度升高而增加。为了利用阴极发射的电子形成电子束流，必须在管内安装阳极，阳极电位比阴极高，吸收电子。若阴极不断地发射电子，则阳极就不断地吸收电子。电子从阳极通过外部电路重返阴极就形成电流。 ⑵控制栅极 为了控制光点的亮暗，必须控制电子束的电流。于是，在CRT的阴极与阳极之间加了一个调制极 或称控制栅极 。圆筒状的控制栅极的中间开有小孔，能让电子束通过。由于电位比阴极低，对阴极发射出来的电子有一定的排斥作用，用于限制阴极的电子发射数量。由于电子带负电，所以控制栅极的电位比阴极低得越多，阻碍电子的能力就越大，荧光屏上的电子数量就越少，荧光屏上的发光物质被激活得少，亮度就暗；反之，栅极比阴极低得越小，则到达荧光屏上的电子数量就越多，光点就越亮。由此可见，改变栅极相对于阴极的电位，就可以直接控制电子束的强弱，从而控制荧光屏上光点的亮暗。 ⑶加速极 加速极位于控制栅极的前面，为一圆盘，中间有一小孔。其作用是提高电子束到达荧光屏上的速度。通常，在加速极上加有几百伏的正电压。如果不加正电压发射的电子束就不能通过控制栅极的小孔到达荧光屏，荧光屏也就不可能发光。 ⑷聚集极 　　聚焦极是一个直径较大的金属圆筒，一般加有几百伏的可调直流电压，用于调节阴极发射的电子束的聚焦程度。 ⑸高压阳极 高压阳极也是一个金属制成的圆筒，通过弹性金属片与显示器的玻璃外壳内壁石墨导电层相连，其上加有9～16kV的高压强电场，以利于电子束的回收，提高荧光屏的亮度。由于阳极电压极高，因此高压不从显像管管脚引入，而是在玻璃外壳上锥体的侧面单独引出 又称高压嘴 ，将内壁石墨导电层和高压阳极连通，从而解决了高压的绝缘问题。而其他电极则由玻璃管颈的尾部管脚引出。 由于从阴极发射出的电子的初速度不同、方向各异，而且电子之间有排斥力。故电子束流射向荧光屏时会逐渐扩散，最后到达荧光屏时会散成一片模糊的光。为了得到清晰的图形，必须聚焦，使分散的电子群在到达荧光屏上时聚焦成一个细小的圆点。 电子束聚焦可分为静电聚焦和磁聚焦两种方式。静电聚焦相当于光学中的会聚透镜，如果合理地安排各电极的形状和相互位置，在各电极上加上适当的电压，则可使电子束会聚到一点。各电极中央的小孔可使位于中心轴附近的电子通过，偏离中心较远的电子则被圆筒所阻挡。图8-1中的控制栅极、加速极、聚焦极和高压阳极形成了“鞍形电场”。CRT工作时从阴极发射的电子束，经控制栅极后受到加速极的电场作用，进行第1次聚焦；随后受到聚集极的电场作用而进行第2次聚焦。鞍形电场可以使控制栅极和聚焦极的相互影响很小。 磁聚焦是利用外加磁场来达到聚焦的目的。当电子在磁场中运动时受到磁场力的作用时，作用力的方向可根据磁通方向和电子运动方向按右手定则来确定。为此，在SRT管颈前端套上一个环形的聚焦线圈，线圈上再套一个中间带缺口的软铁芯。使缺口处的磁力线经过空隙进入管颈内部，对电子束进行聚焦。当电子偏离管轴向分散方向前进时，受到聚集磁场力的作用而重新折回管轴方向，最终会聚于一点。 2偏转系统 　　　作用：偏转转系统用于控制电子束在荧光屏上、下、左、右移动扫描，形成一屏完整的图像。不同的字符、图形或图像。因为由电子枪产生并经聚焦后的电子束只能固定到达屏幕的中心位置上。 　　　实现：