專利名稱：一種雙vram圖形顯示適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種單片機(jī)圖形顯示適配器，特別是一種帶有兩個(gè)顯示緩沖區(qū)，即雙VRAM的圖形顯示適配器。
單片機(jī)系統(tǒng)因其體積小、價(jià)格廉、面向控制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制、儀器儀表和各種自動(dòng)化、智能化產(chǎn)品之中，但多數(shù)的單片機(jī)系數(shù)均采用以LED為主的數(shù)碼顯示方式。目前雖有很少量的單片機(jī)系統(tǒng)償試用CRT來實(shí)現(xiàn)曲線或圖形的顯示，但是，就目前已有的圖形顯示適配器而言，均采用單一的顯示緩沖區(qū)的方式，這種適配器存在單片機(jī)系統(tǒng)與顯示控制器對VRAM的爭用的問題，特別是在顯示動(dòng)態(tài)圖形的情況下，單片機(jī)系統(tǒng)需要對VRAM進(jìn)行大量的讀/寫操作，這就造成了由于單片機(jī)系統(tǒng)和顯示控制器對VRAM爭用問題非常突出，使屏幕干擾、雪花閃爍到了不能容忍的地步。
本實(shí)用新型的目的是提供一種雙VRAM的圖形顯示適配器，把單片機(jī)與顯示控制電路對顯示緩沖區(qū)的操作分別隔離，以解決單片機(jī)系統(tǒng)與顯示控制電路對VRAM的爭用的問題，使屏幕干擾、雪花閃爍降至最低，又提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。同時(shí)，兩個(gè)VRAM既可用做顯示緩沖區(qū)，還可用于圖形編輯區(qū)，可分別對其進(jìn)行圖形編輯，并可進(jìn)行兩幅圖形之間的快速切換。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是A.該適配器設(shè)有兩條顯示通道控制信號CS1和CS2的信號線。這兩條信號線一端與該適配器與單片機(jī)系統(tǒng)相連接的外接插座J1連接，另一端分別與邏輯控制電路LOG-CON的IN1和IN2連接。
B.該適配器設(shè)有兩個(gè)在地址空間上完全重疊，但又相互獨(dú)立的顯示緩沖區(qū)VRAM1和VRAM2。VRAM1和VRAM2是兩個(gè)RAM集成電路，VRAM1和VRAM2的地址線分別與地址總線控制電路ADD-C1和ADD-C2的輸出端連接，VRAM1和VRAM2的數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)總線控制電路DATA-C1和DATA-C2的輸出端連接；VRAM1讀有效和寫有效控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON的控制信號OUT1和OUT2連接，VRAM2讀有效和寫有效控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON的控制信號OUT3和OUT4連接。
C.該適配器設(shè)有兩個(gè)地址總線控制電路ADD-C1和ADD-C2。ADD-C1和ADD-C2的輸入端是一組二選一電路，其中一路與該適配器的外接插座J1的地址線A0-A14連接，另一路與顯示控制電路DIR-CON的地址線MA0-MA14連接；ADD-C1的輸出端與VRAM1的地址線連接，ADD-C2的輸出端與VRAM2的地址線連接；ADD-C1和ADD-C2的控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON的控制信號OUT6和OUT8連接。當(dāng)OUT6、OUT8為0或1時(shí)，ADD-C1和ADD-C2的輸入端分別接入外接插座J1的地址線A0-A14或顯示控制電路DIR-CON的地址線MA0-MA14。
D.該適配器設(shè)有兩個(gè)數(shù)據(jù)總線控制電路DATA-C1和DATA-C2。DATA-C1和DATA-C2是兩個(gè)可控的8入/8出電路；DATA-C1和DATA-C2的輸入與外接插座J1的數(shù)據(jù)總線D0～D7連接，DATA-C1的輸出端與VRAM1和顯示輸出控制電路DIR-C1的數(shù)據(jù)線連接，DATA-C2的輸出端與VRAM2和顯示輸出控制電路DIR-C2數(shù)據(jù)線連接；DATA-C1和DATA-C2的控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON的控制信號OUT6和OUT8連接。當(dāng)OUT6、OUT8為0或1時(shí)，DATA-C1和DATA-C2把數(shù)據(jù)總線分別掛起或者分別接入VRAM1、DIR-C1的數(shù)據(jù)線和VRAM2、DIR-C2的數(shù)據(jù)線。
E.該適配器設(shè)有兩個(gè)顯示輸出控制電路DIR-C1和DIR-C2。DIR-C1和DIR-C2是兩個(gè)可控的并/串轉(zhuǎn)換電路；DIR-C1和DIR-C2的輸入端分別與DATA-C1、VRAM1和DATA-C2、VRAM2的數(shù)據(jù)線連接，輸出端分別與邏輯控制電路IOG-CON的IN7和IN8連接；控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON的控制信號OUT5和OUT9連接。當(dāng)OUT5和OUT9為0或者1時(shí)，DIR-C1和DIR-C2的輸出有效或者無效。
F.該適配器設(shè)有一個(gè)邏輯控制電路LOG-CON。LOG-CON的IN1～I(xiàn)N9分別與CS1、CS2、讀信號RD、寫信號WR、DIR-CON的顯示允許信號RDY、DIR-C2輸出端IN6、DIR-C1輸出端IN7和時(shí)序電路TIME的時(shí)序信號IN8連接；LOG-CON的OUT1～OUT9分別與VRAM1和VRAM2的寫有效和讀有效控制端、ADD-C1控制端、ADD-C2控制端、DATA-C1控制端、DATA-C2控制端、DIR-C1控制端、DIR-C2控制端和J2連接。邏輯控制電路LOG-CON的輸入與輸出的邏輯關(guān)系如下OUT1＝IN1·IN2+IN2·IN8+IN2·IN3OUT2＝IN1+IN2+IN4OUT3＝IN1·IN2+IN2·IN8+IN2·IN3OUT4＝IN1+IN2+IN4OUT5＝IN2·IN5OUT6＝IN2OUT7＝IN6+IN7OUT8＝IN2OUT9＝IN1·IN5該適配器的VRAM1、ADD-C1、DATA-C1和DIR-C1組成顯示通道1，VRAM2、ADD-C2、DATA-C2和DIR-C2組成顯示通道2。這兩個(gè)通道在地址空間上是完全重疊的，但又是相互獨(dú)立的；每個(gè)通道不能同時(shí)向兩個(gè)對象開放；兩個(gè)通道也不能同時(shí)向一個(gè)對象開放。這就形成了單片機(jī)對通道1進(jìn)行讀/寫操作的同時(shí)，顯示控制電路DIR-CON只能對通道2進(jìn)行顯示刷新操作，反之亦然。兩個(gè)顯示通道分別向那個(gè)對象開放，由邏輯控制電路LOG-CON根據(jù)顯示通道控制信號CS1和CS2來進(jìn)行，因此，單片機(jī)系統(tǒng)只要根據(jù)需要設(shè)置CS1和CS2，即可對兩個(gè)顯示通道中的一個(gè)進(jìn)行讀/寫操作，而顯示控制電路DIR-CON在邏輯控制電路LOG-CON的控制下，自動(dòng)對另一個(gè)對單片機(jī)系統(tǒng)不開放的通道進(jìn)行顯示刷新操作。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)在地址空間即是完全重疊的，又是相互獨(dú)立的顯示通道，把單片機(jī)與顯示控制電路對顯示緩沖區(qū)的操作分別隔離了，解決了單片機(jī)與顯示控制電路對顯示緩沖區(qū)爭用問題。同時(shí)，兩個(gè)在地址空間完全重疊、又相互獨(dú)立的顯示通道，既可用做顯示緩沖區(qū)，還可用于圖形編輯區(qū)，可分別對其進(jìn)行圖形編輯，并進(jìn)行兩幅圖形之同的快速切換，這樣可使屏幕干擾、閃爍降至最低，又提高了傳輸速度。若進(jìn)行兩通道的適時(shí)切換，可形成雙圖形閃爍的顯示效果。若再增加顯示通道控制信號和相應(yīng)的顯示通道，就可做成多圖形顯示適配器。
下面結(jié)合本實(shí)用新型的實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1是本實(shí)用新型的整體電路原理圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的時(shí)序電路TIME原理圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的邏輯控制電路LOG-CON原理圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的顯示通道1電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的顯示通道2電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的顯示控制電路DIR-CON原理圖；其中圖4、圖5、圖6組成本實(shí)用新型實(shí)施例的主體電路。圖2、圖3、圖4、圖5、圖6組成本實(shí)用新型實(shí)施例的全部電路。
本實(shí)施例是一個(gè)640×400分辨率，顯示緩沖區(qū)是兩個(gè)32KRAM的圖形顯示適配器，其組成和工作過程如下1.時(shí)序電路TIME的組成和工作過程如圖2所示，晶振X(16.625MHz)它與電阻R1、R2，電容C1、C2、C3和非門U20A、U20B組成點(diǎn)頻振蕩電路，經(jīng)非門U20C整形后，分三路輸出第一路由U19的2腳和10腳經(jīng)與非門U21B后，送至U14(DIR-C1)和U15(DIR-C1)的15腳，作為移位/裝載信號，在低電平時(shí)把數(shù)據(jù)線上一節(jié)數(shù)據(jù)裝入U(xiǎn)14和U15中，在高電平期間，配合基本時(shí)鐘信號，把數(shù)據(jù)從U14、U15中串行輸出；第二路由U19的12腳輸出至U16(LOG-CON)的9腳，供U16(LOG-CON)配合其他信號，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號；
第三路經(jīng)非門U20E后，輸至U17(DIR-CON)的21腳，作為U17(DIR-CON)的時(shí)鐘信號，同步U17(DIR-CON)的所有操作。除了點(diǎn)頻信號外，所有時(shí)序信號都在來自J1的26腳的單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位信號的有效期內(nèi)工作。
U19選用74LS174，U21A、U21B選用74LS00，U20A、U20B、U20C選用74LS04，X選用16.625MHz晶振，C1、C2選用56P電容，C3選用0.47u電容，R1、R2選用150Ω電阻。
2.邏輯控制電路LOG-CON的組成和工作過程如圖3所示，邏輯控制電路LOG-CON由U16、U21C和U22A組成，U16選用GAL16V8，U21C選用74LS00，U22A選用74LS14。
(1)邏輯控制電路LOG-CON的輸入J1的21、22、28、27腳的CS1、CS2、RD、WR信號分別接到U16的2、3、4、5腳，U17(DIR-CON)的18腳接到U16的6腳，U14(DIR-C1)的13腳和U15(DIR-C2)的13腳分別接到U16的7、8腳，U19(TIME)的12腳接到U16的9腳。
(2)邏輯控制電路LOG-CON的輸出U16的19、18腳分別接U12(VRAM1)的22、27腳，U16的17、16腳分別接U13(VRAM2)的22、27腳，U16的15腳接U15(DIR-C2)的9腳，U16的14腳接U1、U2、U3、U4、(ADD-C1)的1腳和U10(DATA-C1)的19腳，U16的13腳接U18的15腳，U16的12腳接U5、U6、U7、U8(ADD-C2)的1腳和U11(DATA-C2)的19腳，U22A的2腳接U14(DIR-C1)的9腳。
(3)邏輯控制電路LOG-CON的輸入與輸出的邏輯關(guān)系OUT1＝IN1·IN2+IN2·IN8+IN2·IN3OUT2＝IN1+IN2+IN4OUT3＝IN1·IN2+IN2·IN8+IN2·IN3OUT4＝IN1+IN2+IN4OUT5＝IN2·IN5OUT6＝IN2OUT7＝IN6+IN7
OUT8＝IN2OUT9＝IN1·IN53.主體電路的組成和工作過程如下(1)組成如圖4、圖5、圖6所示，J1是適配器與單片機(jī)系統(tǒng)相連的接頭，J2是適配器與顯示器(CRT)相連接的接頭，U17是顯示控制器DIR-CON(選用6845)，U9是數(shù)據(jù)緩沖器(選用74LS245)，U1、U2、U3、U4(選用74LS157)組成地址總線控制電路ADD-C1，U5、U6、U7、U8(選用74LS157)組成ADD-C2，U10、U11(選用74LS245)是數(shù)據(jù)總線控制電路DATA-C1和DATA-C2，U12、U13(選用62256)是顯示緩沖器VRAM1和VRAM2，U14、U15(選用74LS166)是顯示輸出控制電路DIR-C1和DIR-C2，U18(選用74LS244)是輸出緩沖/隔離電路。
其中ADD-C1、DATA-C1、DIR-C1和VRAM1組成顯示通道1，ADD-C2、DATA-C2、DIR-C2和VRAM2組成顯示通道2。
(2)主要連接關(guān)系J1的地址線A0～A14接U1～U8的A端，U17(DIR-CON)的顯示刷新地址線RA0～RA2、MA0～MA11接U1～U8的B端，U1～U4的Y端接U12(VRAM1)的地址線1A0～1A14，U5～U8的Y端接U13(VRAM2)的地址線2A0～2A14，J1的數(shù)據(jù)線D0～D7接U11和U10的A0～A7，U10的B0～B7接U14的P0～P7和U12的D0～D7，U11的B0～B7接U15的P0～P7和U13的D0～D7。
(3)工作過程地址總線的控制顯示通道1和2的地址總線控制電路ADD-C1和ADD-C2是一組二選一電路，受控于邏輯控制電路LOG-CON的OUT6和OUT8，這兩信號為低時(shí)，J1的地址總線A0～A14被接入U(xiǎn)12(VRAM1)和U13(VRAM2)的地址線，當(dāng)這兩信號為高時(shí)，U17(DIR-CON)的顯示刷新地址MA0～MA11、MR0～MR2被接入U(xiǎn)12(VRAM1)和U13(VRAM2)的地址線。由于OUT6和OUT8兩信號一個(gè)為低時(shí)，另一個(gè)必然為高，因此就形成了單片機(jī)系統(tǒng)對U12(VRAM1)進(jìn)行讀/寫操作時(shí)，顯示控制器DIR-CON只能對U13(VRAM2)進(jìn)行顯示刷新操作，反之亦然。
數(shù)據(jù)總線的控制U10(DATA-C1)和U11(DATA-C2)的受控端受控于邏輯控制電路LOG-CON的OUT6和OUT8兩信號，當(dāng)這兩信號為高時(shí)，U10(DATA-C1)和U11(DATA-C2)的輸出端就會掛起，使U12(VRAM1)和U13(VRAM2)與J1的數(shù)據(jù)總線隔離，當(dāng)這兩信號為低時(shí)，J1的數(shù)據(jù)總線接入U(xiǎn)12(VRAM1)和U13(VRAM2)的數(shù)據(jù)線。
顯示輸出的控制U14(DIR-C1)和U15(DIR-C2)的有效端受控于邏輯控制電路LOG-CON的OUT5和OUT9兩信號，當(dāng)這兩信號為高時(shí)，U14(DIR-C1)和U15(DIR-C2)的輸入無效，當(dāng)這兩信號為低時(shí)，U14(DIR-C1)和U15(DIR-C2)的輸入有效，U14(DIR-C1)和U15(DIR-C2)的輸出至邏輯控制電路LOG-CON的IN6和IN7，然后在OUT7輸出。
單片機(jī)對顯示適配器的操作如下CS1＝0，CS2＝0時(shí)單片機(jī)對VRAM2進(jìn)行寫操作適配器對VRAM1進(jìn)行顯示刷新操作CS1＝0，CS2＝1時(shí)單片機(jī)對VRAM1進(jìn)行寫操作適配器對VRAM2進(jìn)行顯示刷新操作CS1＝1，CS2＝0時(shí)單片機(jī)對VRAM2進(jìn)行讀操作適配器對VRAM1進(jìn)行顯示刷新操作CS1＝1，CS2＝1時(shí)單片機(jī)對VRAM1進(jìn)行讀操作適配器對VRAM2進(jìn)行顯示刷新操作
權(quán)利要求1.一個(gè)由外接插座J1、外接插座J2、顯示控制器DIR-CON、時(shí)序電路TIME等組成的雙VRAM圖形顯示適配器，其特征是A.該適配器設(shè)有兩條顯示通道控制信號CS1和CS2的信號線，這兩條信號線一端與外接插座J1連接，另一端分別與邏輯控制電路LOG-CON(U16)的IN1和IN2連接；B.該適配器設(shè)有兩個(gè)在地址空間上完全重疊，但又相互獨(dú)立的顯示緩沖區(qū)VRAM1(U12)和VRAM2(U13)，VRAM1(U12)和VRAM2(U13)是兩個(gè)RAM集成電路，VRAM1(U12)和VRAM2(U13)的地址線分別與地址總線控制電路ADD-C1(U1、U2、U3、U4)和ADD-C2(U5、U6、U7、U8)的輸出端連接，VRAM1(U12)和VRAM2(U13)的數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)總線控制電路DATA-C1(U10)和DATA-C2(U11)的輸出端連接，VRAM1(U12)讀有效和寫有效控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON(U16)的OUT1和OUT2連接，VRAM2(U13)讀有效和寫有效控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON(U16)的OUT3和OUT4連接；C.該適配器設(shè)有兩個(gè)地址總線控制電路ADD-C1(U1、U2、U3、U4)和ADD-C2(U5、U6、U7、U8)，ADD-C1(U1、U2、U3、U4)和ADD-C2(U5、U6、U7、U8)的輸入端是一組二選一電路，其中一路與該適配器的外接插座J1的地址線(A0～A14)連接，另一路與顯示控制電路DIR-CON的地址線(MA0～MA11，MR0～MR2)連接，ADD-C1(U1、U2、U3、U4)的輸出端與VRAM1(U12)的地址線連接，ADD-C2(U5、U6、U7、U8)的輸出端與VRAM2(U13)的地址線連接，ADD-C1(U1、U2、U3、U4)和ADD-C2(U5、U6、U7、U8)的控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON(U16)的OUT6和OUT8連接；D.該適配器設(shè)有兩個(gè)數(shù)據(jù)總線控制電路DATA-C1(U10)和DATA-C2(U11)，DATA-C1(U10)和DATA-C2(U11)是兩個(gè)可控的8入/8出電路；DATA-C1(U10)和DATA-C2(U11)的輸入與外接插座J1的數(shù)據(jù)總線(D0～D7)連接，DATA-C1(U10)的輸出端與VRAM1(U12)和顯示輸出控制電路DIR-C1(U14)的數(shù)據(jù)線連接，DATA-C2(U11)的輸出端與VRAM2(U13)和顯示輸出控制電路DIR-C2(U15)數(shù)據(jù)線連接；DATA-C1(U10)和DATA-C2(U11)的控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON(U16)的OUT6和OUT8連接；E.該適配器設(shè)有兩個(gè)顯示輸出控制電路DIR-C1(U14)和DIR-C2(U15)，DIR-C1(U14)和DIR-C2(U15)是兩個(gè)可控的并/串轉(zhuǎn)換電路；DIR-C1(U14)和DIR-C2(U15)的輸入端分別與DATA-C1(U10)、VRAM1(U12)和DATA-C2(U11)、VRAM2(U13)的數(shù)據(jù)線連接，輸出端分別與邏輯控制電路LOG-CON(U16)的IN7和IN8連接；控制端分別與邏輯控制電路LOG-CON(U16)的OUT5和(U22A)OUT9連接；F.該適配器設(shè)有一個(gè)邏輯控制電路LOG-CON(U16)，LOG-CON(U16)的IN1～I(xiàn)N9分別與CS1、CS2、讀信號RD、寫信號WR、DIR-CON(U17)的顯示允許信號RDY、DIR-C2(U15)的IN6、DIR-C1(U14)的IN7和時(shí)序電路TIME(U19)的時(shí)序信號IN8連接；邏輯控制電路LOG-CON(U16、U22A)的OUT1～OUT9分別與VRAM1(U12)和VRAM2(U13)的寫有效和讀有效控制端、ADD-C1(U1、U2、U3、U4)控制端、ADD-C2(U5、U6、U7、U8)控制端、DATA-C1(U10)控制端、DATA-C2(U11)控制端、DIR-C1(U14)控制端、DIR-C2(U15)控制端和J2連接。邏輯控制電路LOG-CON(U16、U22A)輸入與輸出的邏輯關(guān)系如下OUT1＝IN1·IN2+IN2·IN8+IN2·IN3OUT2＝IN1+IN2+IN4OUT3＝IN1·IN2+IN2·IN8+IN2·IN3OUT4＝IN1+IN2+IN4OUT5＝IN2·IN5OUT6＝IN2OUT7＝IN6+IN7OUT8＝IN2OUT9＝IN1·IN專利摘要本實(shí)用新型設(shè)有兩個(gè)在地址空間完全重疊,又是相互獨(dú)立的顯示通道,隔離了單片機(jī)與顯示控制電路對顯示緩沖區(qū)的操作,使屏幕干擾、閃爍降至最低,又提高了傳輸速度。同時(shí),兩個(gè)顯示通道既可用做顯示緩沖區(qū),還可用于圖形編輯區(qū),可分別對其進(jìn)行圖形編輯,并進(jìn)行兩幅圖形之間的快速切換。
文檔編號G09F19/00GK2297772SQ9622350
公開日1998年11月18日 申請日期1996年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月23日
發(fā)明者吳超, 管征 申請人:管征, 吳超