LCD与控制器接口电路图讲解设计_光电接口电路

　　在接口电路设计中，由于LM320160CCW液晶显示模块为5 V供电，而单片机为3.3 V供电，所以不能简单的彼此连接在一起，需要做电平处理。本次设计中选用741S245作为总线驱动器，并在单片机引脚加入5 V上拉电阻，这样即可保证信号的驱动能力，接口电路原理图如图3所示，其中P3和P7为单片机的I/O端口，RV1为可调电阻，用于调节液晶模块背光对比度。

　　图3 LCD接口电路原理图

　　本文设计一款实用电路，在有网络布线或者互相有直接接线的地方，都可以安装这种控制电路。在主机和被控的一台或几台设备中实现同步工作，完成远程唤醒和关闭。

　　1、工作原理

　　电路见图1所示，以220伏交流电路应用为例。在主控电路中，电源插座x1接入负载并开启电源后，在桥式整流D上有电流流过，产生大约1.2伏以上的交流电压降。同时通过电阻R1、R2和R3、R4电阻限流，在交流电源的正半周和负半周，光耦合器G1、G2轮流有电流流过，电压被限制在1.2伏左右，以保护光耦合器。G1、G2的光敏三极管导通后，经过远距离导线的传输，控制由G3组成的电路，控制继电器J1启动，继电器J1常开触点J1-1吸合，控制需要同步开启的电器。常闭触点J1-2断开，控制需要同步断开的电器。由于电路采用两个光偶合器和电容C1、C2，有效防止继电器抖动。在需要延时闭合和延时断开的电路中，增加C1、C2的容量可以非常简单的实现延时闭合和断开的效果。二极管D1吸收J1线圈产生的自感电动势，保护G3安全工作。

　　虚线框内的部分，可以根据需要安装多个并联使用。文中的电路能够使用在交流或者直流电路中，有效远程控制异地电器设备的开启或关闭。

　　2、制作与调试

　　电路设计安装在一块大小合适的单面敷铜板上，根据控制和被控制电器的容量，选择桥式整流D和继电器就J1的容量，最后确定敷铜板的尺寸。三极管用2SC9013，β值150左右，光偶合器选用4N25，电容耐压选择50V。考虑长时间工作的要求，电阻全部选用1/4W，其它元件无特殊要求。

　　第一次调试以交流220V电源为例，假定桥式整流D选用10A/700V，继电器用10A/12V。先断开R3、R4，将电阻R1调到最大值，将一个200W电器接入插座X1并接通电源，接通控制12伏电源，缓缓调节R2直到继电器J1可靠吸合。然后再断开R1、R2，用同样方法满足要求即可。为了保证光耦合器的使用寿命和电路的可靠工作，接入不同功率的电器，需要调节R2和R4电阻值。电路采用的光耦合器隔离电压能达到数千伏，一般能够保证各种情况下使用的安全需要。由于电路工作时电流只有十几毫安，在应用时可以用电容降压的小型电源，电路可以参考相关资料，这样能够大大降低降低安装体积和综合成本。

　　3、应用举例

　　3.1多用户共享上网

　　计算机网络已经进入普通家庭，我们与邻居合作可以组建一个小型家庭网络(注意：应该不要违反电信的相关规定)，这样除了能共享宽带上网，实现分摊费用，使上网成本更低廉外，还能互通有无，共享资源和打印机，扫描仪等。以三台计算机共享上网为例，只需增加一个宽带路由和五类双绞线(长度不超过100米)，与原来电信配备ADSL的一起实现共享上网，网络拓扑图见图2所示。但是这需要全天开启路由器和ADSL MODEM，确保每个用户能够随时连接网络。

　　这里应用图1电路和局域网网线，实现远程开启。把网线中两端白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白褐、褐分开，引出其中空余的蓝、白蓝和褐、白褐两组，任选一组例如褐、白褐，连接在图1的A、B、C、D上，根据连接3个用户的要求，制作3个图1所示的虚线框内的电路与B、D端并接一起，把宽带路由器和ADSL MODEM分别接入X2和X3即可。该方案还可在单位局域网内应用，远程控制磁带机、交换机、路由器等需要同时启动，而又没有网卡的网络设备，方便管理和使用。

3.2多台设备联动

　　现在计算机及其它现代化设备日益日普及，许多设备需要与计算机一起启动和关闭，以图书馆应用为例。当图书馆工作人员工作后，首先要开启计算机，接着就要分别开启入口处的图书监测仪(防止图书丢失)，办证处必须使用的过塑机、打印机和扫描仪等其它相关设备。以前我们都要逐个开启，下班时再依次关闭，不仅繁琐而且耗时，一旦忘记关闭就会通宵开机。现在我们安装图1所示电路后，开启或关闭计算机就能够实现几台设备同时开启和关闭，只要重新选择J1触点电流，增加几个电源插座即可，见图3所示。近距离安装时，最好将图1电路做成封装一体，以便使用。

　　3.3其它扩展应用

　　在一些易燃、易爆的工作场合，可以图1电路中的J1改为固态继电器，根据要求适当调节固态继电器驱动电流，实现无触点控制。在图1电路中，经过简单设计实现多机“与”和“或”逻辑控制。例如：将图1中B、D端串联磁控电路和所需要接入的电器，在磁铁靠近干簧管闭合同时B、D端也接入的电器，实现磁控“与”逻辑控制几台设备联动。图1中B、D端并联一款光控电路，在有光线照射时，或者B、D端接入的电器时，实现光控“或”逻辑控制几台设备联动。其实我们还可以根据需要选择不同的传感器，如温控、压力、气敏元件等来组合电路，这里只举例说明控制方案的思路，起到抛砖引玉的作用。

　　图1电路可以做成固定电压和电流的模块，应用起来将更加方便自如。但它存在着反应速度较慢;大电流工作时由于二极管的电压降会发热;电路需要单独的供电电源(虽然耗电很小)，因此还有待于开发人员进一步研究和改进。