【正文】 CRT顯示器顯示屏幕上的圖像是利用陰極射線管中高速電子束的不斷掃描來實現(xiàn)的。高速電子束撞擊熒光屏表面的磷光物，對應(yīng)點的位置就出現(xiàn)光點，光點的亮度取決于電子束的強(qiáng)度。為了使電子束能夠有規(guī)律地從左到右、自上而下地移動以構(gòu)成一楨完整的幕面，必須有偏轉(zhuǎn)電路控制電子束按上述規(guī)律不斷移動，電子束的這種移動稱為掃描。在電子束掃描過程中，利用圖像信號（視頻信號）不斷控制電子束的強(qiáng)度，于是熒光屏上就顯示黑白圖像。當(dāng)然，圖像信號必須與掃描過程密切配合，否則熒光屏上就會雜亂無章，不會顯示清晰的圖像，圖像信號與掃描過程的這種密切配合，稱為同步。掃描過程在熒光屏上所形成的一行一行光點，稱為光柵。逐行掃描在熒光屏上形成楨面的示意圖， 水平逆程（消隱） 水平正程（顯示）第1線 第2線第3線 垂直 逆程如圖419所示。圖419 掃描路線 水平掃描包括水平正程和水平逆程。水平正程在幕面上形成光柵，而逆程則是回掃線，通常都是用消隱信號，使它不在幕面上留下痕跡。 當(dāng)電子束自上而下掃描到最后一行的右端時，垂直正程結(jié)束，開始垂直逆程。垂直逆程同樣用消隱信號，使光點重新回到原點，開始新的一幀掃描。由于人們的視覺特性，這種幀掃描至少必須每秒鐘進(jìn)行50次，才能避免閃爍的感覺。用一條電子束只能在熒光屏上形成單一顏色的畫面，現(xiàn)在常用的彩色CRT的掃描過程與上述的單色CRT原理一樣，其形成彩色的原理是這樣的；它由三個電子槍發(fā)出三條電子束。這三條電子束由一個共同的偏轉(zhuǎn)線圈來控制．熒光屏上由紅、藍(lán)、綠三種熒光物質(zhì)組成 許多小點，小點的數(shù)目約一百萬個以上，有規(guī)則地交錯排列在屏面上。三條電子束分別轟擊到相應(yīng)顏色的熒光點上，從而發(fā)出各自顏色的輝光，由于這三種顏色的熒光點互相靠得很近，點之間距離很小，人眼分不開，人的視覺所感受到的卻是這三種基色合成的某種顏色。至于看到的是什么顏色，則要由紅、藍(lán)、綠三種基色的相對分量而定（如紅與綠可配成黃色）。 2）字符的產(chǎn)生用一般陰極射線管作為顯示器，從圖420可以看出，顯示屏幕的圖像區(qū)由384X192點陣組成，其余為消隱區(qū)。顯示字符時，常用的顯示格式是每個字為5*7點陣，兩個字符間的間隔為1個點，各行間的間隔為5個點。所以每行顯示64個字符，共顯示16行。192線 384點 384線圖像顯示區(qū)圖420 顯示區(qū) 圖421 字符組成用57點陣顯示字符的格式，見圖421。每個含有亮暗點的陣列表示一個字符，這些亮暗點分別對應(yīng)二進(jìn)制的0，1代碼．每條線所對應(yīng)的代碼稱為字符點陣的線代碼。實際上，為了得到良好的視覺，在字符的上下方還要留出一定的空白，所以一般需要10條線來顯示一個字符，通過逐行掃描的方法在熒光屏上顯示出來。 字符信息的讀出必須與光柵掃描位置一致。字符點陣的線代碼表明了要控制的電子束強(qiáng)度，從而在幕面上形成亮點或暗點。在7根掃描線掃過后，就顯示出一行字符來。各種字符的點陣圖形，都是預(yù)先固化在ROM中，稱字符發(fā)生器。例如MCM6674是掩膜編程的只讀存儲器，其中包含全部ASCII碼的字符和除此以外的32個可用符號。MCM6674的容量為128X 7X5位，其中5位為一個字節(jié)作為某一線的點陣，如圖422中字母A字符的第一線中點陣代碼為04H，每7個字節(jié)為一個字符的點陣代碼，共128個字符。字符發(fā)生器中代碼讀出的地址由兩部分組成：一部分是A0～A6即字符的7位ASCII碼構(gòu)成；另一部分是L1，L2，L3線地址，指明該字符的哪一線的碼點輸出。例如，字符發(fā)生器的A0～A6地址線為41H，則選中文字A的字形在線地址的控制下不斷從D0～D4數(shù)據(jù)線輸出相應(yīng)的碼點代碼。該碼點代碼經(jīng)移位寄存器串行輸出作為視頻信號，顯示相應(yīng)的光點，形成文字A。 L1 L2 L3第1線 0 0 0 04H第2線 0 0 1 0AH第3線 0 1 0 11H第4線 0 1 1 11H第5線 1 0 0 1FH第6線 1 0 1 11H第7線 1 1 1 11H圖422 字符與碼點代碼 3）顯示存儲器 顯示屏幕須要逐幀重復(fù)顯示，才能形成穩(wěn)定的幀面，為了實現(xiàn)幀面信號的重復(fù)再生，CRT顯示器設(shè)有一個顯示存儲器，提供ASCII碼來產(chǎn)生字符發(fā)生器的地址。顯示存儲器的每一個存儲單元，對應(yīng)屏幕上的一個字符位置。所以，若需將字符顯示在屏幕的某一位置上，只要選中與屏幕相對應(yīng)的顯示存儲器地址，在該地址中寫入字符的ASCII碼即可。當(dāng)屏幕顯示格式規(guī)定為16行、每行64個字符時，顯示存儲器必須具有64X16個存儲單元，共需1KRAM存放1024個字符的ASCII代碼。所以，要形成一幀圖像，凡是需要顯示的字符，必須將該字符的ASCII碼存入顯示存儲器相應(yīng)的存儲單元中。顯示存儲器必須接受兩種訪問：一種是CPU的訪問；另一種是由硬件電路中的分頻器產(chǎn)生10條地址線（C1～C6，R1～R4）的訪問。圖423為顯示器硬件框圖。這兩種訪問由多路轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)。當(dāng)CPU要訪問時，由地址線產(chǎn)生VID＝0信號，CPU可以向顯示存儲器執(zhí)行寫操作，將要顯示字符的ASCII碼寫入相應(yīng)地址的顯示存儲器中。除了CPU訪問外，顯示存儲器一直處于接受掃描地址的訪問，顯示存儲器在掃描地址訪問時,總處于讀出狀態(tài)，循環(huán)反復(fù)地提供ASCII碼送入字符發(fā)生器的地址線。字符發(fā)生器連續(xù)提供字符的點陣代碼供顯示。 CPU譯碼多路轉(zhuǎn)換器顯示存儲器數(shù)據(jù)鎖存器字符發(fā)生器移位寄存器分頻器主頻 A9~A0 A10~A15 VID A5~A0 串行輸出 到視頻端 A6~A0 D0~D4 A9~A6 ASCII碼 L3~L1 R4~R7 C6~C1 幀同步 行同步 L3~L1圖423 顯示原理框圖 當(dāng)須要顯示信息時啟動顯示信息子程序，將所顯示的信息從計算機(jī)內(nèi)存送到CRT內(nèi)的顯示存儲器（即緩沖存儲器）。由于顯示存儲器和CRT屏幕是一一對應(yīng)的，一經(jīng)輸入即按新的內(nèi)容顯示。如果沒有新的內(nèi)容輸入即按原有信息重復(fù)刷新。 4）圖形顯示 圖形顯示具有直觀、形象的特點，配有圖形功能的CNC系統(tǒng)會給操作者帶來很大的方便。例如，利用CRT的圖形功能可對零件程序進(jìn)行仿真，顯示零件輪廓，顯示刀具軌跡，檢查加工程序是否合格，判別會不會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象等?？傊?，CNC系統(tǒng)配上圖形功能后，使之面目為之一新。下面簡單介紹一下CRT的圖形原理。 顯示圖形的CRT的掃描過程與前述的字符顯示CRT一樣，兩者最大的區(qū)別在于顯示存儲器中的映像信息。字符顯示時，顯示存儲器中存儲的是屏幕上某個位置要顯示字符的ASCII碼。圖形顯示時，存儲的則是若干個像素。所謂像素是指顯示圖形時所采用的點（或稱點為最小畫圖單位）。為了顯示一幅圖形，需要有成千上萬個像素來構(gòu)成這幅圖。把CRT設(shè)置成圖形顯示方式，則要把整個CRT作為一個像素矩陣來看，人們常用分辨率來描述一個CRT的像素數(shù)。例如，640X480表示CRT有480條掃描線，每線上有640個像素。通過軟件來控制CRT上像素的色彩（如亮與滅），就可以作出各種所需要的圖形。4．異步串行接口 數(shù)據(jù)在設(shè)備間的傳送可以采用串行方式或并行方式。所謂并行方式（或并行接口）是指輸入輸出數(shù)據(jù)都按字節(jié)傳送，一位數(shù)據(jù)有一根傳輸線。所謂串行方式（或串行接口）是指與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的只有一根線，數(shù)據(jù)按通信規(guī)程所約定的編碼格式沿一根線逐位依次傳送。相距較遠(yuǎn)的設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送采用串行傳送方式比較經(jīng)濟(jì)。 但串行接口需要有一定的邏輯，將機(jī)內(nèi)的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行信息后再傳送出去，接收時也要將收到的串行信號經(jīng)過緩沖轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，再送至機(jī)內(nèi)處理?，F(xiàn)已有集成電路的專用接口器件來實現(xiàn)這些功能，如Intel 8251A，Motolora的MC6850，6852等，價格都比較便宜。 為了能保證數(shù)據(jù)傳送的正確和一致，接收和發(fā)送雙方對數(shù)據(jù)的傳送應(yīng)確定一致的并相互遵守的約定，它包括定時、控制、格式化和數(shù)據(jù)表示方法等。這種約定稱為通信規(guī)程（Procedure）或通信協(xié)議（Protoco1），通常應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議。串行傳送一般分異步協(xié)議和同步協(xié)議兩大類。 異步協(xié)議將8位的字符看作一個獨立信息，字符在傳送的數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)的相對時間是任意的。然而每一字符中的各位卻以預(yù)定的時鐘頻率傳送，即字符內(nèi)部是同步的，字符間是異步的。異步協(xié)議的特征是字符間的異步定時。 異步傳送時，在字符前加一個起始位，其作用是使接收端將其本地時鐘與新傳來的字符同步，以便正確采樣，接收到信號。在字符的結(jié)尾要加1，或2位終止位以標(biāo)志一個字符傳送的結(jié)束。接收端每接收一個字符同步一次。這樣異步串行傳送每一字符要增加約20％的額外費用。 同步協(xié)議以固定的時鐘產(chǎn)生數(shù)據(jù)流，將要傳送的字符組成字符塊發(fā)送，在字符塊的開始和末尾增加控制信息組。這樣同步協(xié)議比異步協(xié)議的額外費用低得多，可充分利用傳送的帶寬，采用較快的傳送速率。傳送大量數(shù)據(jù)時同步協(xié)議省時間，但其接口的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，成本也較高。通常網(wǎng)絡(luò)接口采用同步協(xié)議。此外，異步協(xié)議的檢錯主要利用字符中奇偶校驗位，而同步協(xié)議可利用較復(fù)雜的方法，如循環(huán)冗余碼校驗（CRC），其檢錯能力很強(qiáng)。但也使同步協(xié)議發(fā)送和接收機(jī)構(gòu)復(fù)雜化。異步協(xié)議通用的定時規(guī)定只有一種起止式異步串行傳送格式，如圖424所示。其電氣連接標(biāo)準(zhǔn)常用的有RS232C(V24)／20mA電流環(huán)或RS422／RS449。 “1”電平 起始位 終止位 “0”電平1位 1~2位“0”電平 “1”電平圖424 起止式異步串行傳送格式 RS232C（V24）標(biāo)準(zhǔn)串行接口采用25芯雙排針式插座，連接比較可靠。在數(shù)控機(jī)床上，主要用于: （1）與光電紙帶閱讀機(jī)（PTR）、紙帶穿孔機(jī)（PP），打印和穿復(fù)校設(shè)備（TTY）等相連接，將數(shù)控機(jī)床的各種參數(shù)，加工程序等信息通過該接口穿成紙帶，保存起來，以備以后使用?；?qū)⒓垘畔⑼ㄟ^PTR送往機(jī)床。 （2）與磁泡盒或磁帶相連接，將零件加工程序送入數(shù)控機(jī)床。 （3）與通用計算機(jī)相連，進(jìn)行通信，實現(xiàn)編程控制一體化。通過計算機(jī)中的自動編程軟件得出的數(shù)控加工程序指令不需要穿成紙帶，而通過直接通信，將加工指令送入數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行加工，從而省掉了制備穿孔紙帶、輸送紙帶的環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)的可靠性和信息的輸送效率。 （4）與上一級計算機(jī)相連接，實現(xiàn)CAD／CAM一體化。 下面主要介紹使用RS232C接口時應(yīng)注意的問題: “1”–3V “0”3VMC1488 MC1489 發(fā)送 接受 MC1489 MC1488 接受 發(fā)送 7 信號地 7 屏蔽地1 1圖425 RS232C接口的輸入輸出門的連接 （1）在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中，將相