液晶显示模块在系统整机抗干扰中的防护措施

• 干扰源

 

在液晶显示模块的系统测试阶段，抗干扰测试是一个重要的项目，无论是使用专业仪器测试还是整机长时间运行测试。干扰是系统整机常见而又非常棘手的问题，当系统电路受到干扰时，电源线或者信号线会产生某种频率、某个辐值得干扰波，这个干扰波施加在液晶显示模块的接口线端时，必然给液晶带来不良的显示效果。

液晶显示模块对系统整机而言是纯输入型部件，或称被动型部件。液晶显示模块自身没有纠错功能，液晶显示模块可以接收满足操作时序关系的任何信号而没有能力判断是非，错误的型号和错误的数据，都会产生错误的指令或者错误的显示图案，导致错误的显示效果。

消除干扰的首要工作是找到干扰源和产生干扰的位置，然后用有效的方法去消除、消弱或者屏蔽补救。

 

• 抗干扰措施

 

  液晶显示模块在系统干扰测试或者拷机运行时常见的显示问题给予一些建议性的解决思路，但有效的方法还是需要在实际测试运行中摸索和验证。

 

1.  系统整机在运行校对或者进行干扰测试时，液晶显示模块无显示，对比度也没有反应这种现象是因为整机在工作期间电源线或者/RESET信号线上受到电磁干扰，产生干扰脉冲，导致液晶被复位，其复位的结果是初始化模块内部寄存器，同时关显示。推荐的解决方法是：

如果干扰施加在电源线上，则建议在最靠近液晶显示模块位置的电源线VDD、VSS之间并入一个稳压器（10UF）和一个滤波电容（0.1UF或0.01UF）。

‚如果干扰加在/RESET信号线上，则建议在最靠近液晶模块的/RESET信号线与VSS之间并入一个滤波电容电容容量选择（0.1UF或0.01UF）。  上述电容值的的选择，需要根据实际测试的效果而定。

 

2.  系统整机运行或进行抗干扰测试时，画面产生错误的字符乱点（数据错误）或者画面平移、上下颠倒等现象。有时无法恢复，只能清屏重新写入，甚至需要重新上电，初始化寄存器才能恢复。

这种现象多数是因为干扰施加到如WR信号、RD信号、或者E信号或者CS信号等控制信号上。干扰信号比较容易在这些信号上产生错误的波型，使得寄存器参数被错误修改，写入单元被写入数据等。

在系统整机运行时，多数程序只对局部显示区域进行数据写入操作，没有其他地址的写入操作或者没有对一些只在初始化才设置的寄存器进行重复设置，所以出现上述现象。

假设干扰信号从空间施加在MPU与液晶模块之间的传输线上，建议：

用磁环或者锡纸、铜箔做传输的屏蔽；

‚改变传输线的走向，躲避干扰环境；

ƒ缩短传输线长度；

④在关键信号线，并行接口模式：以先WR/RD信号或者E信号，再CS，RS 信号的顺序加入30-300PF的小电容到地（VSS）。串行接口模式：以先SCLK，再SDA再RS/RESET的顺服加入30-300PF的小电容到（VSS）。进行测试，观察改善效果。

如果干扰信号来自系统的主板，则从液晶模块接口端可以看到信号的变形，这有可能因为MPU与液晶显示模块的之间的传输电阻比较大，MPU系统的驱动能力弱，导致干扰信号容易侵入此时可以考虑：

在传输线上串小电阻，与液晶显示模块端口的输入电容组成低调滤波电路，消除干扰的影响；

‚在系统主板加入传输线驱动器提高驱动能力；

ƒ使用施密特电路整形信号等。

进行测试时，提高液晶显示模块的抗干扰能力。

 

3.  外部没有干扰源，但也会出现不显示或者乱显等现象

这种情况也归类于干扰，但属于系统内部干扰，主要是由于软件冲突所致。此时考虑的首先是中断程序，当MPU像液晶显示模块（I/O寻址方式）写入过程中，系统运行产生中断，可能会修改液晶显示模块的控制信号状态要写入的数据，导致液晶显示模块的设置错误而死机或是显示内容错误，改善的方法是在MPU调用液晶驱动子程序时，关闭中断响应功能。

 

4.  系统整机运行干扰测试时找不到干扰点或者采取电路预防，仍然杜绝不了干扰的影响，此时需要考虑软件补救方案，最简单的方法是定时对寄存器进行初始化，首先不要使用RESET信号进行复位，只对寄存器进行复写。因为复位动作会使正常的显示产生闪动，显示效果不太好，如果出现死机而不能恢复，就只能使用RESET信号强制复位，然后对寄存器进行初始化，为了保证正常显示不受到初始化干扰，又可以在最短的时间内修补干扰带来的影响，推荐读取液晶显示模块“状态字”作为初始化的判断依据，当判断依据作为“关显示”状态时则认为模块被干扰了，没有了显示，于是调用初始化函数，重新启动模式，开显示，如果初始化后，模块还处于“关显示”状态，就需要使用RESET信号，强制复位初始化了，如果判断为“开显示”状态再向显示SRAM的某几个单元写入一组特殊数据，然后依次回读，判断是否正确，如果出现错误，则认为模块被干扰，调用初始化函数，并且重新刷新数据。

 

5.  对系统整机机箱（尤其是面板）进行静电干扰测试时，模块无显示或者乱显现象，这是一种常见的干扰现象，干扰脉冲直接通过液晶显示模块的铁框影响了模块的电路，通常液晶显示模块不希望铁框浮空成为静电荷积层面，所以都将其连接到VSS上，但这样的连接容易使外部干扰通过铁框直接影响到VSS线，铁框的连接有以下三种方法：

在模块铁框与系统整机的金属面板之间使用绝缘隔离，绝缘垫越厚，对静电的削减就越大；

‚模块的铁框接金属外壳，金属外壳接大地，此时可能需要断开铁框与模块内VSS的连接；

这2种连接方式与系统整机机箱机构与地的处理有关，都需要通过实际测试，选择其中合适的方法。

 

• 抗干扰举例：

    案例1.使用图形模块，产品机箱为金属壳，进行8000V放电实验，模块显示花屏，复位重新初始化无效，必须重新启动，在行业规范规范中不允许外壳接地。

改善措施：使用有机玻璃外壳，并在主程序中加入定时循环刷新（初始化）程序，当静电放电测试时，液晶显示模块被复位，静刷新初始化程序纠正，显示仅闪一下即恢复正常工作，通过测试。

 

案例2.使用图形模块，对产品机箱做静电8KV放电测试，模块无显示

改善措施：.在模块的电源脚加330UF电容和浪涌管P6K1，在驱动电源输出VOUT加330UF电容，改善效果良好。‚再加模块的铁框与机箱外壳绝缘，并保持2MM以上的间隙，通过静电测试。ƒ但上述措施仍偶发无显示现象，于是在程序上定时对模块执行初始化程序，恢复干扰影响，干扰显示的问题完全解决。

 

案例3.使用图形模块，在系统整机电源线上施加4KV、150HZ正脉冲群干扰测试时显示出现乱码

改善措施：在液晶显示模块接口电源线上加电容和突波吸收器，同时减短冗余的传输线长度后，通过测试。

 

案列4.在开关柜上使用图形液晶模块，在高压电磁干扰时，模块无显示。

改善措施：更换系统电源为隔离电源；

          ‚在模块的/RESET，脚接0.01UF电容；

          ƒ断开模块铁框与VSS的跳线点；

④模块铁框与开关柜之间加绝缘衬垫隔离。

 

案列5.图形模块与系统主板之间连接线长700MM多，重复写图形数据时，在图形右侧逐一复制最右边一字节的图形数据

改善措施：模块接口处的输入信号波形都好，/WR=0宽2US，在接口信号上并电容，加上拉电阻无明显改善，缩短线、串磁珠、有明显改善但不彻底。

在WR信号线上串施密特门电路（74HC14）后被彻底改善。

在WR信号线上串入680欧电阻也同样可以实现彻底改善。

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