液晶顯示模塊在系統(tǒng)整機(jī)抗干擾中的防護(hù)措施

一.干擾源

在液晶顯示模塊的系統(tǒng)測(cè)試階段，抗干擾測(cè)試是一個(gè)重要的項(xiàng)目，無論是使用專業(yè)儀器測(cè)試還是整機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行測(cè)試。干擾是系統(tǒng)整機(jī)常見而又非常棘手的問題，當(dāng)系統(tǒng)電路受到干擾時(shí)，電源線或者信號(hào)線會(huì)產(chǎn)生某種頻率、某個(gè)輻值得干擾波，這個(gè)干擾波施加在液晶顯示模塊的接口線端時(shí)，必然給液晶帶來不良的顯示效果。

液晶顯示模塊對(duì)系統(tǒng)整機(jī)而言是純輸入型部件，或稱被動(dòng)型部件。液晶顯示模塊自身沒有糾錯(cuò)功能，液晶顯示模塊可以接收滿足操作時(shí)序關(guān)系的任何信號(hào)而沒有能力判斷是非，錯(cuò)誤的型號(hào)和錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，都會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的指令或者錯(cuò)誤的顯示圖案，導(dǎo)致錯(cuò)誤的顯示效果。

消除干擾的首要工作是找到干擾源和產(chǎn)生干擾的位置，然后用有效的方法去消除、消弱或者屏蔽補(bǔ)救。

二.抗干擾措施

液晶顯示模塊在系統(tǒng)干擾測(cè)試或者拷機(jī)運(yùn)行時(shí)常見的顯示問題給予一些建議性的解決思路，但有效的方法還是需要在實(shí)際測(cè)試運(yùn)行中摸索和驗(yàn)證。

1. 系統(tǒng)整機(jī)在運(yùn)行校對(duì)或者進(jìn)行干擾測(cè)試時(shí)，液晶顯示模塊無顯示，對(duì)比度也沒有反應(yīng)這種現(xiàn)象是因?yàn)檎麢C(jī)在工作期間電源線或者/RESET信號(hào)線上受到電磁干擾，產(chǎn)生干擾脈沖，導(dǎo)致液晶被復(fù)位，其復(fù)位的結(jié)果是初始化模塊內(nèi)部寄存器，同時(shí)關(guān)顯示。推薦的解決方法是：

如果干擾施加在電源線上，則建議在最靠近液晶顯示模塊位置的電源線VDD、VSS之間并入一個(gè)穩(wěn)壓器(10UF)和一個(gè)濾波電容(0.1UF或0.01UF)。

如果干擾加在/RESET信號(hào)線上，則建議在最靠近液晶模塊的/RESET信號(hào)線與VSS之間并入一個(gè)濾波電容電容容量選擇(0.1UF或0.01UF)。 上述電容值的的選擇，需要根據(jù)實(shí)際測(cè)試的效果而定。

2. 系統(tǒng)整機(jī)運(yùn)行或進(jìn)行抗干擾測(cè)試時(shí)，畫面產(chǎn)生錯(cuò)誤的字符亂點(diǎn)(數(shù)據(jù)錯(cuò)誤)或者畫面平移、上下顛倒等現(xiàn)象。有時(shí)無法恢復(fù)，只能清屏重新寫入，甚至需要重新上電，初始化寄存器才能恢復(fù)。

這種現(xiàn)象多數(shù)是因?yàn)楦蓴_施加到如WR信號(hào)、RD信號(hào)、或者E信號(hào)或者CS信號(hào)等控制信號(hào)上。干擾信號(hào)比較容易在這些信號(hào)上產(chǎn)生錯(cuò)誤的波型，使得寄存器參數(shù)被錯(cuò)誤修改，寫入單元被寫入數(shù)據(jù)等。

在系統(tǒng)整機(jī)運(yùn)行時(shí)，多數(shù)程序只對(duì)局部顯示區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入操作，沒有其他地址的寫入操作或者沒有對(duì)一些只在初始化才設(shè)置的寄存器進(jìn)行重復(fù)設(shè)置，所以出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

假設(shè)干擾信號(hào)從空間施加在MPU與液晶模塊之間的傳輸線上，建議：

用磁環(huán)或者錫紙、銅箔做傳輸?shù)钠帘?

改變傳輸線的走向，躲避干擾環(huán)境;

縮短傳輸線長(zhǎng)度;

④在關(guān)鍵信號(hào)線，并行接口模式：以先WR/RD信號(hào)或者E信號(hào)，再CS，RS 信號(hào)的順序加入30-300PF的小電容到地(VSS)。串行接口模式：以先SCLK，再SDA再RS/RESET的順服加入30-300PF的小電容到(VSS)。進(jìn)行測(cè)試，觀察改善效果。

如果干擾信號(hào)來自系統(tǒng)的主板，則從液晶模塊接口端可以看到信號(hào)的變形，這有可能因?yàn)镸PU與液晶顯示模塊的之間的傳輸電阻比較大，MPU系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能力弱，導(dǎo)致干擾信號(hào)容易侵入此時(shí)可以考慮：

在傳輸線上串小電阻，與液晶顯示模塊端口的輸入電容組成低調(diào)濾波電路，消除干擾的影響;

在系統(tǒng)主板加入傳輸線驅(qū)動(dòng)器提高驅(qū)動(dòng)能力;

使用施密特電路整形信號(hào)等。

進(jìn)行測(cè)試時(shí)，提高液晶顯示模塊的抗干擾能力。

3. 外部沒有干擾源，但也會(huì)出現(xiàn)不顯示或者亂顯等現(xiàn)象

這種情況也歸類于干擾，但屬于系統(tǒng)內(nèi)部干擾，主要是由于軟件沖突所致。此時(shí)考慮的首先是中斷程序，當(dāng)MPU像液晶顯示模塊(I/O尋址方式)寫入過程中，系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生中斷，可能會(huì)修改液晶顯示模塊的控制信號(hào)狀態(tài)要寫入的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致液晶顯示模塊的設(shè)置錯(cuò)誤而死機(jī)或是顯示內(nèi)容錯(cuò)誤，改善的方法是在MPU調(diào)用液晶驅(qū)動(dòng)子程序時(shí)，關(guān)閉中斷響應(yīng)功能。

4. 系統(tǒng)整機(jī)運(yùn)行干擾測(cè)試時(shí)找不到干擾點(diǎn)或者采取電路預(yù)防，仍然杜絕不了干擾的影響，此時(shí)需要考慮軟件補(bǔ)救方案，最簡(jiǎn)單的方法是定時(shí)對(duì)寄存器進(jìn)行初始化，首先不要使用RESET信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，只對(duì)寄存器進(jìn)行復(fù)寫。因?yàn)閺?fù)位動(dòng)作會(huì)使正常的顯示產(chǎn)生閃動(dòng)，顯示效果不太好，如果出現(xiàn)死機(jī)而不能恢復(fù)，就只能使用RESET信號(hào)強(qiáng)制復(fù)位，然后對(duì)寄存器進(jìn)行初始化，為了保證正常顯示不受到初始化干擾，又可以在最短的時(shí)間內(nèi)修補(bǔ)干擾帶來的影響，推薦讀取液晶顯示模塊“狀態(tài)字”作為初始化的判斷依據(jù)，當(dāng)判斷依據(jù)作為“關(guān)顯示”狀態(tài)時(shí)則認(rèn)為模塊被干擾了，沒有了顯示，于是調(diào)用初始化函數(shù)，重新啟動(dòng)模式，開顯示，如果初始化后，模塊還處于“關(guān)顯示”狀態(tài)，就需要使用RESET信號(hào)，強(qiáng)制復(fù)位初始化了，如果判斷為“開顯示”狀態(tài)再向顯示SRAM的某幾個(gè)單元寫入一組特殊數(shù)據(jù)，然后依次回讀，判斷是否正確，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，則認(rèn)為模塊被干擾，調(diào)用初始化函數(shù)，并且重新刷新數(shù)據(jù)。

5. 對(duì)系統(tǒng)整機(jī)機(jī)箱(尤其是面板)進(jìn)行靜電干擾測(cè)試時(shí)，模塊無顯示或者亂顯現(xiàn)象，這是一種常見的干擾現(xiàn)象，干擾脈沖直接通過液晶顯示模塊的鐵框影響了模塊的電路，通常液晶顯示模塊不希望鐵框浮空成為靜電荷積層面，所以都將其連接到VSS上，但這樣的連接容易使外部干擾通過鐵框直接影響到VSS線，鐵框的連接有以下三種方法：

在模塊鐵框與系統(tǒng)整機(jī)的金屬面板之間使用絕緣隔離，絕緣墊越厚，對(duì)靜電的削減就越大;

模塊的鐵框接金屬外殼，金屬外殼接大地，此時(shí)可能需要斷開鐵框與模塊內(nèi)VSS的連接;

這2種連接方式與系統(tǒng)整機(jī)機(jī)箱機(jī)構(gòu)與地的處理有關(guān)，都需要通過實(shí)際測(cè)試，選擇其中合適的方法。

三.抗干擾舉例：

案例1.使用圖形模塊，產(chǎn)品機(jī)箱為金屬殼，進(jìn)行8000V放電實(shí)驗(yàn)，模塊顯示花屏，復(fù)位重新初始化無效，必須重新啟動(dòng)，在行業(yè)規(guī)范規(guī)范中不允許外殼接地。

改善措施：使用有機(jī)玻璃外殼，并在主程序中加入定時(shí)循環(huán)刷新(初始化)程序，當(dāng)靜電放電測(cè)試時(shí)，液晶顯示模塊被復(fù)位，靜刷新初始化程序糾正，顯示僅閃一下即恢復(fù)正常工作，通過測(cè)試。

案例2.使用圖形模塊，對(duì)產(chǎn)品機(jī)箱做靜電8KV放電測(cè)試，模塊無顯示

改善措施：.在模塊的電源腳加330UF電容和浪涌管P6K1，在驅(qū)動(dòng)電源輸出VOUT加330UF電容，改善效果良好。再加模塊的鐵框與機(jī)箱外殼絕緣，并保持2MM以上的間隙，通過靜電測(cè)試。但上述措施仍偶發(fā)無顯示現(xiàn)象，于是在程序上定時(shí)對(duì)模塊執(zhí)行初始化程序，恢復(fù)干擾影響，干擾顯示的問題完全解決。

案例3.使用圖形模塊，在系統(tǒng)整機(jī)電源線上施加4KV、150HZ正脈沖群干擾測(cè)試時(shí)顯示出現(xiàn)亂碼

改善措施：在液晶顯示模塊接口電源線上加電容和突波吸收器，同時(shí)減短冗余的傳輸線長(zhǎng)度后，通過測(cè)試。

案列4.在開關(guān)柜上使用圖形液晶模塊，在高壓電磁干擾時(shí)，模塊無顯示。

改善措施：更換系統(tǒng)電源為隔離電源;

在模塊的/RESET，腳接0.01UF電容;

斷開模塊鐵框與VSS的跳線點(diǎn);

④模塊鐵框與開關(guān)柜之間加絕緣襯墊隔離。

案列5.圖形模塊與系統(tǒng)主板之間連接線長(zhǎng)700MM多，重復(fù)寫圖形數(shù)據(jù)時(shí)，在圖形右側(cè)逐一復(fù)制最右邊一字節(jié)的圖形數(shù)據(jù)

改善措施：模塊接口處的輸入信號(hào)波形都好，/WR=0寬2US，在接口信號(hào)上并電容，加上拉電阻無明顯改善，縮短線、串磁珠、有明顯改善但不徹底。

在WR信號(hào)線上串施密特門電路(74HC14)后被徹底改善。

在WR信號(hào)線上串入680歐電阻也同樣可以實(shí)現(xiàn)徹底改善。

審核編輯：湯梓紅