孙启超 沈阳火炬北泰数码科技有限责任公司

自重轻、能耗少、工作电压低、呈现信息量大等均是液晶显示器（LCD）的优势，跟随测控科技的发展进程，LCD 在各类仪表、仪器及电子装置生产中应用范畴不断拓展，被用在结果测量及人机对话等工作领域中。依照功能可以将LCD 分成笔段式、字符及图像点阵式三种类型，相比之下，后两种在测控仪表中应用更多见。应结合现实需求，选择适宜的LCD，并有针对性的完善软、硬件量大方面，进而取得最佳的应用效果。

一、LCD和微控制器的接口技术

（一）LCD 的并行接口

大部分情况下，显示模块的外部接口应用并行方法，毕竟采用如下模式执行外接口线的读写时序：（1）8080 模式：该模式的接口信号以工作主电源（Vcc）、偏置电源（Vee）、公共端（Vss）、写入及读入数据控制线等为主。（2）6800 模式：该模式中，Vcc、Vee、Vss 各自的功能同上，还有其他信号线，比如读写控制、允许信号等。在接口电路内，LCD 和微控制器的接口通常还会采用如下两种方式[1]：

一是总线式接口。这种方式在各种CPU 芯片与具备并行总线（地址、数据及控制总线）接口的单片机上表现出较高的适用性。在接口电路内，DB0～DB7 直接和数据总线连接，其他信号线采用地址线与控制线共同译码生成。在译码电路内，可以选用简洁逻辑去设计GAL 芯片。

二是I/O 接口。这种方式在各类单片机设备上表现出较高的适用性，包括MCS-51、PIC、51LPC 系列内。在接口电路内，采用对各条接口线进行读写的方式满足LCD对时序提出的要求。

（二）Vee 的生成

在LCD 模块，通常是采用调节Vee 值的方法去控制对比度。伴随温度改变，对比度大小也会出现一定变化，为确保调整的精准度，应增设温度传感器，利用补偿电路进行操作的。大部分应用者通过将一个电位器增设到Vcc 与一个负电源V-之间，调节电位器使其输出一个适宜的Vee，进而去调控LCD 的对比度。可以利用一个直流电源电路产生负电源V-。

如果某测控仪表内设计了RS232 接口，则就要有TTL 及RS232 电平配套的转换电路。MAX202 芯是当下常用的芯片类型，由MAXIM 公司研发制造的，能够转换TTL 和RS232 电平。本芯片内置了电源提升泵，运作时仅需有5V 电源的协助，不必外接12V电源，有性能安全、可靠及操作快捷等特点。芯片引脚处有负电源输出，可以巧用这个引脚去将直流电源电路取代。

二、抗干扰对策

大部分情景下，会将LCD 显示屏安置在仪表的面板上，利用单条扁平线缆和主控板连接。仪表运行阶段，内部形成的电磁干扰会影响LCD 工作效率及稳定性。可以尝试采用如下抗干扰对策[2]：

（1）尽量选择驱动能力较强的芯片作为主板上和LCD 模块接口各自的逻辑电路；

（2）在LCD 模块的接口内，将一个人0.1μF 滤波电容接入Vcc 与Vss 之间；

（3）LCD 模块的作业电流极低，通常是几个mA，但其背光局部所需的电流显著高于其额定作业电流，尽可能实现作业及背光电源分别走线；

（4）利用/RES 引脚定期对液晶屏进行复位操作，这是确保晶显示屏能在较长时间内安全、稳定运作的重要基础。如果不准许执行以上过程，则建议检测检验LCD 内部工作寄存器和显示RAM，如果探查到LCD出现异常，则可以对其进行复位操作。

三、CMOS自锁现象与抑制方法

在业内，自锁现象还被叫做可控硅（SCR）现象，主要是由于器件中存有的pnpn 结构生成了双结型寄生晶闸管，这种类型闸管的电路结构和SCR 结构表现出高度一致性。在检测与应用阶段，如果有外来电压或电流信号触发动作时，CMOS 器件的漏极（Vdd）与源极（Vss）间便会形成较大的导通电流。如果电流流动，只有通过断离电源或降压才能阻断流动过程，内部生成寄生双极晶闸管是CMOS 电路出现自锁效应的主因。具体可以有内外因之分，内因主要是由于内部双寄生晶体管自体的特别构造，外因有[3]：（1）输入或输出端的电平明显低于Vss，或显著高于Vdd；（2）Vdd端出现异常的浪涌电压或噪声引起的干扰；（3）电源电压瞬时动作，造成反偏下p 阱-衬底结电容形成较大的充放电电流，伴随电源电压变化加速，电流值也会增加；（4）在电离辐射的作用下，比如α、γ 射线的持续性照射，导致部分异常电流流经衬底、阱等位置。

为规避发生自锁情况，一是要从CMOS器件的生产制造工艺上着手，对其基本机构作出适度调整；而是改善电路设计工作，结合自锁现象成因，运用相应的方法，具体如下：

（1）如果输入、出电源端形成浪涌电压或电流时，可以在相应的断口串联电阻，对触发电流能起到一定限制作用，也可以通过加粗电源线的方法处理以上情况。

（2）如果检测电源线阻抗值偏高时，系统中电流开关动作引起电压出现动态式降低时，也增加了自锁现象的发生率。面对以上情况，可以把电容接到Vdd与Vss之间，用于提供动态电流，降低电源线上的动态压降值。

（3）因为很多自锁现象是瞬间生成的，可以采用浪涌电压或电流形成的强磁场内前断开系统CMOS 器件提供电流，绕过强磁场后再进行上电作业。

四、结束语

LCD 自身有很多优势特征，这也是其在电子产品领域实现规模化应用的主要原因。在实际中，应结合LCD 使用场景的不同选择适宜的类型，采用适宜的接口技术，从多个方面应用抗干扰对策方法等，分析自锁现象的具体成因，有针对性的采用相关措施方法及时解除等，进而确保LCD 能安全、稳定应用，将自身作用充分发挥出来，为人们生产生活、社会经济发展贡献更多的力量。