白延敏

（正德職業(yè)技術(shù)學院 江蘇 南京 211106）

0 引言

隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展，LCD(液晶顯示器)模塊已成為家電、工業(yè)控制儀器儀表和其他電子產(chǎn)品的重要組成部分。礦用電力綜合保護器(以下簡稱保護器)就是一款利用LCD顯示中文圖形操作界面的儀器，它是煤礦電力開關專用的多功能綜合保護裝置，放在礦井下，對下屬電網(wǎng)和設備起到綜合保護作用。雖然此保護器是裝在隔爆型高壓配電裝置內(nèi)使用的，但由于其應用環(huán)境比較惡劣，LCD的顯示還是會受到一定的影響，所以選擇一個高效，穩(wěn)定的傳輸方式是很必要的。保護器采用LPC2292作為核心處理器，本文主要闡述了LPC2292控制LCD顯示的串/并行兩種傳輸模式，討論了兩種接口的電平匹配問題，給出了LCD部分顯示技巧和常見問題，分析了液晶顯示器件串/并行工作時序以及給出了LCD與LPC2292連接的串行接口電路。

1 OCMJ4＊8C液晶顯示模塊的主要特點及引腳定義

OCMJ4*8C液晶顯示模塊是金鵬電子有限公司生產(chǎn)的C系列液晶顯示器產(chǎn)品中的一款，其主要特性如下：1）OCMJ4*8C液晶顯示模塊可以顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及圖形；2）OCMJ4*8C液晶顯示模塊提供三種控制接口，分別是8位微處理器接口，4位微處理器接口及串行接口[1]；3）OCMJ4*8C 液晶顯示模塊具有上/下/左/右移動，當前顯示屏幕及清除屏幕等命令；4）OCMJ4*8C液晶顯示模塊使用+5V單電源，同時由模塊內(nèi)部提供顯示驅(qū)動負電壓，簡化了系統(tǒng)電源的設計，該模塊還具有LED背光源。

OCMJ4*8C液晶顯示模塊的引腳說明如表1所列[1]。從表中我們可以看出，串/并行模式的選擇是通過15號引腳PSB上信號的高低來控制的，在名稱欄中用括號表示的是串行模式下的控制線，數(shù)據(jù)線和時鐘信號線。

表1 OCMJ4＊8C液晶顯示模塊的引腳說明

2 OCMJ4＊8C液晶顯示模塊串/并行傳輸模式設計

2.1 OCMJ4*8C液晶顯示模塊并行傳輸模式及時序圖

由前面介紹的OCMJ4*8C液晶顯示模塊的特征可知，此模塊提供兩種并行控制接口，分別8位和4位微處理器接口。當PSB腳接高電位時，模塊將進入并行模式，在并行模式下可由功能指令對DL置1或置0來選擇8位或4位接口，主控制系統(tǒng)將配合(RS,RW,E,DB0…DB7)來達成傳輸動作。

2.2 OCMJ4*8C液晶顯示模塊串行傳輸模式及時序圖

當PSB引腳接低電位時，模塊將進入串行模式。串行數(shù)據(jù)傳輸分3個字節(jié)完成：第1個字節(jié)為串口控制格式，發(fā)送格式為11111RW RS 0，其中串口控制格式中的RW為數(shù)據(jù)傳送方向控制，高電平1表示數(shù)據(jù)從液晶顯示器件LCD到微處理器，低電平0表示數(shù)據(jù)從微處理器到液晶顯示器件LCD。串口控制格式的RS為數(shù)據(jù)類型選擇：高電平1表示發(fā)送的數(shù)據(jù)是要顯示數(shù)據(jù)，低電平0表示發(fā)送的數(shù)據(jù)是指令。下面的數(shù)據(jù)或指令將被分為2個字節(jié)來串行傳送或接收。數(shù)據(jù)或指令的高4位被放在第2個字節(jié)串行數(shù)據(jù)的高4位，其低4位置為“0”；數(shù)據(jù)或指令的低4位被放在第3個字節(jié)的高4位，其低4位置為“0”，即第2字節(jié)格式為D7D6D5D40000，第3字節(jié)格式為D3D2D1D00000。

2.3 OCMJ4*8C液晶顯示模塊串、并行傳輸模式的比較

如果液晶顯示模塊采用并行模式，則使得對處理器的硬件資源占用較為嚴重，減少了處理器對其他器件的擴展。并行傳輸?shù)乃俣认鄬Υ袀鬏敱容^快，而且從其時序圖可以看出，時序較為簡單，編程容易實現(xiàn)。對于串行模式連接，則硬件接口電路較為簡單，節(jié)約了處理器部分硬件資源，但是其接口時序復雜，軟件編程繁瑣。串行傳輸模式相對于并行模式傳輸較為穩(wěn)定。

3 LPC2292與液晶顯示模塊串行連接電路及LCD顯示技巧

3.1 LCD與LPC2292串行連接電路及兩種接口的電平匹配問題

LPC2292是PHILIPS公司的一款ARM芯片，它是基于一個支持實時仿真和跟蹤的16/32位ARM7TDMI-STM CPU，并帶有256K字節(jié)嵌入的高速Flash存儲器，144腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、76～112個GPIO口、8路 10位ADC、2/4路 CAN、PWM 通道以及多達9個外部中斷等[3]，這使得它滿足了在保護器中的各種功能需要。我們使用LPC2292的部分GPIO端口實現(xiàn)對LCD的控制，LPC2292采用的是3.3V的電平接口，而LCD模塊為5V電平接口。為了成功實現(xiàn)兩個器件接口電平匹配，這里給出兩種電平轉(zhuǎn)換方法：

3.1.1 采用電平轉(zhuǎn)換芯片

采用雙電壓（一邊是3.3V，另一邊是5V）供電的雙向驅(qū)動器來實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。如仙童半導體公司的74LVX4245、TI公司的SN74ALVC164245、SN74ALVC4245等芯片[5]，可以較好地解決3.3V與5V電平的轉(zhuǎn)換問題。這種方法可以使數(shù)據(jù)的傳輸更為可靠，其代價就是增加了費用的開銷，所以我們給出下面一種簡單易行的方法。

3.1.2 直連法

如果對TTL電平標準較為了解的話就可以看出，不進行電平轉(zhuǎn)換也是可以正常工作的。由于CMOS和TTL電平是不兼容的，而5V和3.3V TTL電平標準是一樣的，因此不需要額外的器件就可以將二者直接相連。但為了防止5V的電壓對低壓芯片造成損害，中間可接一個降壓電阻。

LCD與LPC2292串行連接的電路框圖如圖1所示，由于空間限制，這里我們僅給出相關引腳的連接，其余引腳未標出。

3.2 LCD顯示技巧

在用LCD進行開發(fā)的時候碰到了一些問題，比如LCD出現(xiàn)花屏顯示，無光標閃爍等，這里給出對這些問題的解決方法及LCD部分顯示技巧。如果LCD有花屏顯示說明在軟件編程的時候，各信號的寫入時間間隔達不到時序的要求，解決方法是可以在兩次寫信號之間調(diào)用一個延時程序，延時超過時序要求的最短時間即可，也不應過長。

延長LCD使用壽命也是一項關鍵的技術(shù)，特別是在此處，LCD作為礦用綜合保護器的顯示部件，使用環(huán)境較為惡劣。延長使用壽命一般是指在不使用LCD時，一定要關閉LCD，或是降低LCD的顯示亮度。因為長時間的工作，時間長了就會導致顯示器內(nèi)部單元件的燒壞或者是老化。這種損毀一旦發(fā)生就是永久性的，無法挽回。所以我們可以加以改進，LCD的VSS與5V之間可以加一個開關，用開關控制LCD的電源；LCD的背光LED＋可以與LPC2292的一個GPIO口相連，通過軟件控制背光的時間。另外還要盡量做好LCD的外部保護工作，不要讓濕氣性質(zhì)的東西進入LCD，否則會對LCD里面的單元件造成腐化。

圖1 LCD與LPC2292串行連接的電路圖

4 總結(jié)

OCMJ4*8C液晶顯示模塊可提供豐富靈活的圖文顯示，根據(jù)程序的設定實現(xiàn)菜單現(xiàn)場數(shù)據(jù)等的動態(tài)顯示?？梢愿鶕?jù)應用環(huán)境的不同來選擇傳輸模式，充分利用各種模式的有點，極大的發(fā)揮液晶顯示模塊的作用，應用證明，串行傳輸方式在礦用綜合保護器中的應用更加可靠。

［1］C系列中文液晶顯示模塊使用說明書[J].肇慶金鵬電子有限公司,2006.

［2］艾紅,等.基于串行接口的漢字液晶顯示模塊應用與開發(fā)[J].液晶與顯示，2006年 6月，21卷3期：254-259.

［3］PHILIPS Semiconductor.LPC2292/LPC2294 Datasheet Rev[J].04.2006,6.

［4］佟為明,等.電動機保護裝置數(shù)據(jù)采集和電平轉(zhuǎn)換電路設計[J].低壓電器，2006年，8期：20-23.

［5］魏雄.混合邏輯電平的接口技術(shù)[J].電子技術(shù)應用，2004年，2期：61-63.

［6］沈嗣昌,主編.數(shù)字設計引論[J].北京：高等教育出版社，2000：87-88.