液晶顯示器接口技術(shù)和抗干擾技術(shù)探討

李星++喬超++陳靜

摘 要：液晶顯示由于具有小體積、重量輕且能耗低等特點(diǎn)，在社會(huì)上得到普遍應(yīng)用。隨著社會(huì)上測(cè)控技術(shù)的不斷發(fā)展，液晶顯示器已經(jīng)應(yīng)用于各種儀器及電子顯示裝置中，成為人機(jī)對(duì)話的重要工具。本文主要介紹了常用的液晶顯示器，并分析了微控制器的接口技術(shù)以及相應(yīng)的抗干擾措施，結(jié)合CMOS自鎖情況，提出在強(qiáng)電磁場(chǎng)特殊環(huán)境下，更可靠地使用各種液晶顯示器的方法。

關(guān)鍵詞：液晶顯示器 接口技術(shù) 抗干擾技術(shù)

按照功能劃分，液晶顯示器有三種形式：筆段式LCD、字符點(diǎn)陣式LCD以及圖像點(diǎn)陣式LCD。不同功能的液晶顯示器在不同的場(chǎng)合中得到應(yīng)用，根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的液晶顯示器，并對(duì)軟硬件兩方面進(jìn)行綜合考慮，從而達(dá)到最佳的實(shí)用效果。

一、液晶顯示原理分析

液晶是介于液態(tài)及與結(jié)晶態(tài)之間的一種有機(jī)化合物，它既有機(jī)械性質(zhì)，如液體的流動(dòng)性、容易形變等，又有物理特性，如熱光電等性質(zhì)。液晶與晶體、液體之間的最大區(qū)別是：液體是同性但各向的，分子呈無序運(yùn)動(dòng)，但液晶分子是取向有序的，位置處于無序狀態(tài)，晶體的取向及位置結(jié)尾有序[1]。液晶分子在介電常數(shù)、折射率及電導(dǎo)率上都具有各向異性物質(zhì)，若對(duì)這樣物質(zhì)施加一定的電場(chǎng)，這時(shí)若液晶分子取向結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，則分子的光學(xué)特性也會(huì)發(fā)生變化，這就通常意義上說的液晶電光學(xué)效應(yīng)。若需要對(duì)固態(tài)晶體分子方向進(jìn)行改變，則必須要對(duì)整個(gè)晶體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。而液晶則不同，電場(chǎng)或磁場(chǎng)都可控制它的分子方向，而這個(gè)特性是一般晶體無法達(dá)到的[2]。通電時(shí)導(dǎo)通，分析排列有序，光線就可容易通過。不通電時(shí)分子排列是混亂的，這樣可有限阻止光線通過。而液晶顯示器就是利用液晶所具有的這種特性，適當(dāng)利用電壓來對(duì)液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制，從而對(duì)光線的行進(jìn)方向進(jìn)行影響，可形成不同灰階，進(jìn)而可將其作為顯示影像的工具。

二、LCD與微控制器的接口技術(shù)

現(xiàn)今市場(chǎng)上的液晶顯示模塊是將接口電路、液晶屏及行列驅(qū)動(dòng)組合在氣體，屬專用模塊。模塊中也會(huì)有CMOS大規(guī)模集成電路，對(duì)外與控制器接口功能只是工作方式寄存器讀寫及對(duì)應(yīng)點(diǎn)陣RAM讀寫，具體工作方式控制、驅(qū)動(dòng)及掃描顯示都是由模塊內(nèi)部的集成電路來完成的?？刂破髋cLCD交換數(shù)據(jù)信息有串行通訊方式及并行通訊方式，LCD顯示屏一般利用的是并行接口方式[3]。

（一）LCD的并行接口方式

一般來說，顯示模塊的外部接口多采用并行方式，并行接口外接口線的讀寫時(shí)序一般按照下列模式：（1）8080模式，這種模式有下列接口信號(hào)：工作主電源、公共端及偏置負(fù)電源、復(fù)位線、雙向數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)/指令選擇線、片選信號(hào)線、向LCD寫入數(shù)據(jù)控制線、從LCD讀入數(shù)據(jù)控制線[4]。（2）6800模式，這種模塊下，接口信號(hào)、工作主電源及公共端等的功能模式與（1）相同，其他的信號(hào)線有讀寫控制、允許信號(hào)。在接口電路中，微控制器與LCD接口一般采用下列方式：（1）總線式接口方式。該種方式適用于各種CPU芯片以及具有并行總線接口的單片機(jī)中。在接口電路中，DB0-DB7直接接上數(shù)據(jù)總線，其他信號(hào)也由控制線與地址線經(jīng)譯碼后產(chǎn)生。在譯碼電路中，GAL芯片可簡化邏輯設(shè)計(jì)。（2）I/O接口方式。這種方式在各種具有并行總線接口的單片機(jī)中以及不具備并行總線接口的單片機(jī)中得到使用。在接口電路中，通過讀寫各條接口線實(shí)現(xiàn)LCD所要求的各項(xiàng)時(shí)序。

（二）偏置負(fù)電源的產(chǎn)生

在LCD模塊中，要想調(diào)整對(duì)比度一般是通過對(duì)偏置負(fù)電源的數(shù)值進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)的。對(duì)比度大小會(huì)因溫度的變化而出現(xiàn)變化，準(zhǔn)確的調(diào)整方式利用溫度傳感器來進(jìn)行電路補(bǔ)償進(jìn)行的。多數(shù)使用者是利用偏置負(fù)電源與負(fù)電源之間接上電位器，通過對(duì)電位器調(diào)整，使其形成合適的偏置負(fù)電源，進(jìn)而對(duì)LCD對(duì)比度進(jìn)行調(diào)整。負(fù)電源可利用直流電源電路產(chǎn)生。如果該項(xiàng)測(cè)控儀表中已經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)接口，就需要有電平之間的轉(zhuǎn)換電路?，F(xiàn)今常用的芯片為MAX202芯片，這是一種接口芯片，可進(jìn)行TTL電平與RS232電平之間的有效轉(zhuǎn)換。該芯片內(nèi)置電源提升泵，在工作時(shí)只需要利用5V電源，而無需再接上12V電源，使用較為方便，且安全性較高[5]。MAX202芯片引腳有負(fù)電源輸出，利用這一引腳可直接代替直流電源電路。

（三）抗干擾措施

LCD顯示屏一般放置在儀表面板上，通過扁平電纜使其連接在主控板上。測(cè)控儀表內(nèi)部的電磁干擾將會(huì)影響LCD的工作。如果在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用該項(xiàng)儀表，環(huán)境惡劣性對(duì)液晶屏工作將會(huì)產(chǎn)生更加不利的影響，這就需要在設(shè)計(jì)中利用各種抗干擾措施。一般來說，可采用的抗干擾措施有：（1）主板與LCD模塊接口所采用的邏輯電路盡量采用驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)的芯片。（2）在LCD模塊接口中，在工作主電源與工作端之間安裝0.1uF的濾波電容。（3）LCD模塊工作時(shí)產(chǎn)生的電流很小，通常電流幾個(gè)mA，但背光部所需要的電流則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其工作時(shí)產(chǎn)生的電流，因此，最好將工作電源與背光電源分別走線，保證安全性。（4）定期對(duì)液晶屏復(fù)位。可利用/RES引腳，保證液晶顯示屏工作的穩(wěn)定性。如果不允許液晶屏發(fā)生定期復(fù)位的情況，可以對(duì)LCD內(nèi)部工作寄存器以及顯示RAM進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)其中的LCD工作不正常，就可對(duì)LCD復(fù)位。

結(jié)語

綜上所述，液晶顯示器具有重量較輕、能耗較低且工作電壓低等特點(diǎn)，現(xiàn)今已經(jīng)在各種儀器儀表及電子顯示裝置中得到應(yīng)用?？梢哉f，液晶顯示器是現(xiàn)今測(cè)量結(jié)果與人機(jī)對(duì)話的重要工具。液晶顯示器種類多樣，在實(shí)際使用過程中，應(yīng)該按照其功能的具體劃分，選擇合適的液晶顯示器。

參考文獻(xiàn)

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