2024年04月19日

液晶显示器按键方案综述

2012 年 1 月 5 日
 

液晶显示器的按键板常见的有线选式,每个按键都直接与MCU一个引脚相连,通过高低电平的变化,来判断是哪个按键按下;另一种常见就是总线式,类似于CRT显示器的按键板,不过一般都是两个KEY脚,不像CRT只有一个,通过不同按键按下,KEY脚电压的变化,来判断是哪个按键按下,进而MCU执行相应的功能。由于显示器生产厂家不同,在设计按键板时所采用的方案不同,所以也就有了不同的按键板方案。

线选式

液晶显示器有几个按键就有几根连线与MCU相通,再加上地线和指示灯的两根线,按键板与驱动板就需要有N+3根线。

正常情况下,按键没有按下时,各控制线上的电压应为5V或3.3V(决定于MCU),在测试驱动板上的按键板插座时,应该有0V或3.3v(5v)的插针,0V一般只有一个是GND,还有两个电压是变化的,随着开/关机变化,在2.8v左右到0V之间变化,这是指示灯。利用这个特点,对于没有规格书的驱动板我们就可以通过测电压来判断哪些是按键,哪些是指示灯连线,如图1所示。对于3.3v电压的控制脚,可以直接与地相连,再观察电流表变化,当电流有变化时其短接脚就是POWER引脚。大部分液晶显示器都采用线选式。





总线式

总线式液晶方案使用的也比较多,不过因为厂家不同,设计的思路也有所不同,可分为如下几种:

1.三星液晶和LG液晶等品牌的液晶为减小安装尺寸,按键板使用薄膜按键,指示灯使用贴片发光二极管,并使用单灯闪烁和直亮来表示有无VGA信号接入。三星总线式按键板如图2所示,按键板与驱动板的连线使用FFC柔性电缆。



该电路的工作原理与CRT显示器的工作原理相同,一般与驱动板只有四线相连,一根地线,一根指示灯,两根KEY线。按键板上的按键接入不同阻值的电阻,与供电端的电阻构成分压电路,MCU的KEY端检测这个分压,再通过内部的D/A电路将模拟电压转换成数字信号,与预先存储的数据相比较,如果符合就执行相应按键的动作功能;如果不符合则没有反应。一般这个分压为0.7v、1.4v、2.1v、2.8v、3.3v、4.2v、5v等。

如果某个按键老化漏电,就会在KEY出现不稳压的漏电分压,当这个分压与某个按键的分压相同时,就会在屏幕上弹出相应的执行功能,导致不该出现的OSD菜单出现或自动调整某项功能。

正常情况下,三星的液晶按键板一般使用六键方案,按键板与驱动板的连接使用五线连接,其电压分别为+5v、+1.95V、+4.85V、+4.85V、0V(GND)。其中+5v是直接通过电阻接在Vcc端,+1.95V接LED指示灯,两个+4.85V接MCU引脚,也就是MCU是根据这两个引脚的电压变化来判断某一个按键状态的。

2.明基的液晶按键板方案多数使用线选式,但也有个别的使用总线式,图3就是明基FP71G+液晶显示器使用的按键板方案,三根线直接连在MCU对应引脚,R1、R2、R3使用1k电阻,R4、R5、R6使用10k电阻,每根线上连接两个按键。





混合式

也有个别显示器是POWER键有线直接选定,而其他功能菜单键是由串联总线式。假飞利浦和假三星的驱动板按键板既可以用于串联总线式也可以用于并联线选式,具体使用何种方案,由MCU内部写入的程序决定。

常见的CRT按键板方案

CRT显示器的按键都为总线串联式,但与液晶的总线串联式有所区别,一般是所有的按键都有一条KEY线选择,而不像液晶是两条线,CRT显示器按键板电路如图4所示。



常见问题:按键老化漏电,按键按下后有一定电阻,分压电阻虚焊,插头氧化接触不良,连接线断线,隔离耦合电阻虚焊,抗干扰电容漏电,指示灯不亮等。

其中,最常见的故障就是按键开关内部簧片氧化生锈,开关在未按下时有一定的阻值,造成MCU检测端有电平变化。因为该阻值不是固定的,会随温度而变化,所以此类故障在补焊开关引脚后会消失,但过几天故障又会出现。液晶显示器常用的按键开关有薄膜开关、微型按钮开关、按钮开关等。

其中薄膜开关和微型按钮开关在三星液晶中常见,LG和飞利浦常用微型按键开关,部分液晶的按键开关都可以在电子市场找到。对于此类故障就是全部更换所有的按键开关,不管测量时有无故障。

故障现象:自动开/关机;不能开机,加电无任何反应;不能关机,加电即亮灯;自动开/关机,一会显示器打开,一会儿关闭;不停地自动调整;自动调整对比度或亮度;锁定OSD菜单:自动弹出OSD菜单,一会儿弹出一会儿消失;指示灯亮绿色,能够加电但不亮背光,没有图像出现。

判断方法:对于此类故障,最简单的方法就是拔下按键板与驱动板的插头,测试驱动板插座端的几个点电压,如果电压值与拔下之前一样,没有变化,则故障不在按键板而在驱动板;如果电压恢复为正常的3.3V或5V,则故障在按键板。此时可以使用一根连接地的导线,逐一测试3.3v电压的引脚(当然如果你知道哪个是POWRE键,也可以直接连接),一般情况下接触某一引脚就开机,该引脚就是POWER脚。

对于三星LG等总线式按键板也可以使用此法,因为一般情况下按下POWER键时电路设置的电压为0。



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