电子指南针设计

xx学院
毕业设计(论文)
题目名称：电子指南针设计
题目类型：毕业设计型
学生姓名： xx
院 (系)： xx学院信息系
专业班级：自动化60xx班
指导教师： xx/教授
辅导教师： xx/教授
时间： 2008年9月至 2009年6月
目录
电子指南针设计
毕业设计（论文）任务书 (Ⅰ)
开题报告 (Ⅱ)
指导教师审查意见表 (Ⅲ)
评阅教师评语表 (Ⅳ)
答辩会议记录 (Ⅴ)
中文摘要 (Ⅵ)
外文摘要 (Ⅶ)
前言 (Ⅷ)
1 绪论 (1)
1.1选题背景 (1)
1.2目的和意义 (1)
1.3发展现状 (1)
2.系统总体方案的设计 (2)
2.1系统的功能要求及硬件选型 (2)
2.1.1系统的功能 (2)
2.1.2设计思路 (2)
2.1.3磁场传感器的介绍 (3)
2.1.4单片机型号的选型 (4)
2.2系统的总体设计 (4)
3 80C51单片机内部结构和工作原理 (4)
3.1 80C51系列单片机结构 (4)
3.2 存储空间配置和功能 (5)
3.3 片内RAM结构和功能 (6)
3.4 特殊功能寄存器SFR (7)
3.5 程序计数器PC的作用和基本工作方式 (7)
3.6 80C51的时钟和指令时序 (8)
3.7 复位电路、复位条件和复位后状态 (8)
4 系统硬件的设计 (9)
4.1硬件系统的总体设计 (9)
4.2磁场测量接口电路 (11)
4.2.1磁场测量电路 (11)
4.2.2 ASIC与单片机的接口电路 (14)
4.3 LCD显示电路 (15)
4.3.1 LCD显示原理及技术优势 (15)
4.3.2显示分类与显示模块选型 (18)
4.3.3显示接口电路的设计 (20)
4.4键盘的接口设计 (23)
5 系统软件的设计 (24)
5.1单片机高级语言KEIL C51 (24)
5.2主程序设计 (24)
5.3 LCD接口驱动程序设计 (26)
5.4键盘程序设计 (26)
5.5指南针模块接口程序设计 (28)
6 结论部分 (29)
参考文献 (30)
致谢 (31)
附录 (32)
电子指南针设计
学生：xx xx大学xx学院信息系
指导老师：xx xx大学电信学院
【摘要】：指南针是一个重要的导航工具，甚至在GPS中也会用到（盲区补偿）。

本款用磁通传感器做的电子指南针体积小，成本低，精度达到±2度，功耗小（纽扣电池供电），非常适合替代旧的针式指南针或罗盘指南针。

它使用直观，携带轻巧，操作方便。

是旅游，登山，驾驶及其他户外运动不可缺少的必备新品。

本系统采用了磁阻（GMR）传感器采集某一方向磁场强度后通过高速微控制器（MCU）对其进行处理并显示上传，通过对电子指南针硬件电路和软件程序的分析，阐述了电子指南针基本的工作原理及实现。

实际测试指南针模块精度达到1°，能够在LCD上显示当前方位并能通过键盘控制上传指南针处理得到的数据到上位机。

【关键词】：电子指南针；GMR；MCU；LCD
The Design of Electronic Compass
Student：Wang Sishun，Information Institute
Teacher：Xu Aijun，Telecommunications Institute
【Abstract】:Compass is an important navigation tool.It also can be used in the GPS.This design of electronic compass contain a Magnetic sensor.It has a small size, low cost, accuracy of ± 2 degrees and a small power consumption. So it is an alternative to the old compass. It uses Intuitively,and it is portable and easy to operate. It is a new product necessary for the tourism, mountain climbing, driving and other outdoor sports.
The system is designed by the reluctance (GMR) sensors collecting a certain direction through the magnetic field strength after the MCU Controller its judgement will be dealt with the results, through the LCD screen display and can be sent to the MCU's top serial Machine. The actual test compass module can reach 1 °, in the LCD display on the current position of the keyboard and through selective compass upload the data processing.
【Keywords】: electronic compass; GMR; MCU; LCD
前言
指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。

由于生产劳动，人们接触了磁矿石，开始了对磁性质的了解。

人们首先发现了磁石引铁的性质。

后来又发现了磁石的指向性。

经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。

电子指南针全部采用固态元件,可以简单地和其他电子系统接口,并因具有精度高、稳定性好等优异性能而得到广泛应用,它可替代旧的针式指南针或罗盘指南针.
PNI 11096系列是在PNI公司的磁通传感器的基础上研制出的一种低磁测量应用专项集成电路。

PNI11096可以控制和测量3个分立的磁通传感器。

每个传感器是独立有选择地进行测量，而且有独立的组配测量方案。

PNI11096具备高判断模式和测试振荡电路和计数电路的输出显示。

PNI11096覆盖了整个电路的测量，其中包括模拟和数字方块。

每个传感器都会在其相应平行的磁场内进行实际的感应系数变化。

为了进行测量，传感器必须连接到LR振荡电路上。

由PNI公司研制的双极微测量方案可以在固定温度下独立完成磁场测量。

它同时具有把测量范围变换到0中心和正负值的优点。

电子指南针的系统主要由前端磁阻传感器、磁场测量专用转换芯片、单片控制器、辅助扩展电路、人机界面以及系统电源几个部分组成，整个系统中前端的磁阻传感器负责测量地磁场的大小并将磁场的变化转化为微弱的电流的变化，专用的磁场测量芯片负责把磁阻传感器变化的电流（模拟量）转换成微控制器可以识别的数字量，然后通过芯片内部的SPI总线上传给微控制器。

微控制器将表征当前磁场大小的数字量按照方位进行归一化等处理后通过直观的LCD进行方位显示，同时可以通过键盘控制微控制器进行相应的操作，如将转换后的数据通过串口的形式发送到上位机。

整个系统中还包含了实时时钟等一些辅助电路，使整个系统功能得到进一步的扩展。

电子指南针设计
1 绪论
1.1 选题背景
指南针的始祖大约出现在战国时期。

它是用天然磁石制成的。

样子象一把汤勺，圆底，可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡，且可以自由旋转。

司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，置磁勺于盘中心圆面上，静止时，勺尾指向为南。

但司南也有许多缺陷，天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁。

所以司南的磁性比较弱，而且它与地盘接触处要非常光滑，否则会因转动摩擦阻力过大，而难于旋转，无法达到预期的指南效果。

而且司南有一定的体积和重量，携带很不方便，使得司南长期未得到广泛应用。

电子指南针全部采用固态元件,可以简单地和其他电子系统接口,并因具有精度高、稳定性好等优异性能而得到广泛应用,它可替代旧的针式指南针或罗盘指南针.
1.2 目的和意义
本课题针对电子指南针的各个功能部件对电子指南针的关键部分做了详细的研究。

电子指南针系统是一个典型的单片机系统，了解其工作原理及其信号处理流程有利于研究更加复杂的嵌入式系统，特别是系统中来自国外的磁传感器及其信号的采集芯片更是有利于研究磁场传感器的实现机理，以便将其更加广泛的应用。

1.3 发展现状
随着人们对指南针原理认识的不断深入，指南针也由笨重的“司南”发展到便携式的指南针。

但其基本构造是没有改变的，其指示的机械结构基本上没有改变，都是利用某种支撑使得磁针能够受到地磁场的影响而自由的旋转。

由于机械的先天因素导致了指针式指南针在便携性、灵敏度、精度以及使用寿命上都有一定的限制。

由于国内外电子技术的飞速发展，特别是在磁传感器和专用芯片（ASIC）上的发展使能指南针的基本实现机理有了质的改变，不再是机械结构而采用了磁场传感器和专用处理器对磁场进行测量和处理后指示方向，这就是当前应用较为广泛的电子式指南针。

电子指南针设计
2.系统总体方案的设计
2.1系统的功能要求及硬件选型
2.1.1系统的功能
该电子指南针具有体积小、测量精度高、抗干扰能力、功耗低、价格低、稳定性能好等优点，磁场强度测量的温度分辨率最高可达0.0055μT （0.000055Gauss）。

其他技术磁传感器如磁阻传感器有非常低的信噪比，对电子干扰非常敏感。

PNI 11096磁传感器（图1）有非常高的信噪比，对电子干扰的免疫力最强。

图1 PNI 11096磁传感器
2.1.2设计思路
单片机的接口信号是数字信号，要想用单片机获取磁场强度这类非电信号，必须使用磁场传感器，将磁场强度转换为电流或电压输出。

如果转换后的电流或电压是模拟信号，还必须进行A/D转换，以满足单片机接口的需要。

图2 PNI 11096 + ASIC集成电路
系统总体方案的设计
因此该设计采用PNI 11096 + ASIC集成电路（图2）方案，配合LCD，存储器，按键，通过SPI接口传入磁场强度信号。

（图3）
图 3 前端信号采集流程图
2.1.3磁场传感器的介绍
本设计采用PNI 110096磁场强度传感器。

PNI 11096系列是在PNI公司的磁通传感器的基础上研制出的一种低磁测量应用专项集成电路。

PNI11096可以控制和测量3个分立的磁通传感器。

每个传感器是独立有选择地进行测量，而且有独立的组配测量方案。

PNI11096具备高判断模式和测试振荡电路和计数电路的输出显示。

PNI11096覆盖了整个电路的测量，其中包括模拟和数字方块。

每个传感器都会在其相应平行的磁场内进行实际的感应系数变化。

为了进行测量，传感器必须连接到LR振荡电路上。

由PNI公司研制的双极微测量方案可以在固定温度下独立完成磁场测量。

它同时具有把测量范围变换到0中心和正负值的优点。

优点概述：
1.高的分辨率和测量精度；分辨率最高可达0.0055μT （0.000055Gauss）。

2.大的动态范围；可以防止强的外界干扰磁场引起罗盘传感器饱和。

3.在所有类型的磁传感器中，磁滞最低；磁传感器的磁滞越小，重复性越好，罗盘航向更精确。

电子指南针设计
4.最低的功耗；3VDC 供电时电流小于100 μA
5.免受电子干扰；其他技术磁传感器如磁阻传感器有非常低的信噪比，对电子干扰非常敏感。

PNI 磁传感器有非常高的信噪比，对电子干扰的免疫力最强。

6.温度稳定性好；PNI 磁传感器在很宽的温度范围内都是十分的稳定。

7.价格主导能力；PNI的方案在价格方面非常有竞争力, 能满足最大容量的消费者应用需求。

2.1.4单片机型号的选型
在品种众多的单片机中，MCS-51系列单片机以其结构的系统完整、特殊功能寄存器的规范化以及指令系统的控制功能等特色，奠定了8位单片机的基础，形成了单片机的经典体系结构。

在MCS-51系列单片机中，设置有2级中断优先级，可接受5个中断源的中断请求，中断优先级别可由用户定义，使得MCS-51系列单片机很适于数据采集与处理、智能仪器仪表和工业过程控制中。

而80C51系列单片机是在MCS-51单片机的HMOS基础上发展起来的具有CHMOS结构，保留了MCS-51单片机的所有特性，内部组成基本相同，增设了两种可以用软件进行选择的低功耗工作方式：空闲方式和掉电方式。

此外，由于80C51系列单片机采用了CMOS技术制造而成，比MCS-51系列集成度高，速度快，功耗低，兼容性好，生命力强。

本设计为电子指南针设计，主要用磁场强度传感器测量，用单片机处理数据，再通过LCD显示界面，因此选用80C51系列单片机。

2.2系统的总体设计
本系统的设计分硬件系统的设计和系统软件的设计。

硬件系统包括单片机、LCD 显示电路、键盘、时钟、温度采集电路；系统软件主要包括温度采集和数据处理的相应子程序以及LCD显示温度值的等相关子程序。

3 80C51单片机内部结构和工作原理
3.1 80C51系列单片机结构
单片机的结构特征是将计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上，构成一台功能独特的单片微型计算机。

一台典型单片机的基本组成结构如（图4），主要包括中央
80C51单片机内部结构和工作原理
处理器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、定时电路及元件。

图 4 典型单片机的基本组成结构
3.2 存储空间配置和功能
80C51单片机的存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。

程序存储器用来存储单片机应用系统的应用程序。

由于单片机的应用系统一般开发调试成功后的应用程序不再需要改变，常用就性地存储在程序存储器中，故单片机的程序存储器都采用只读存储器。

根据不同用户的需要，只读存储器又分为片内只读存储器和片外只读存储器，片外只读存储器是用来克服片内只读存储器存储容量不足的缺点。

数据存储器用来存储程序在运行期间的工作变量和数据。

数据存储器分为片内数据存储器和片外数据存储器，片外数据存储器用来避免片内数据存储器存储空间不足的情况发生。

80C51存储器映像图如（图5）。

电子指南针设计
图 5 80C51存储器映像图
对于80C51型单片机，从0～127号单元为片内数据存储器空间；从128～255号单元为特殊功能寄存器空间（实际占用20多个字节）。

整个程序存储器可分为片内和片外两部分，CPU访问片内和片外存储器，可由EA引脚所接的电平来确定：
●PSEN引脚接高电平时，程序从片内程序存储器开始执行，即访问片内存储器；当PC值超出片内ROM容量时，会自动转向片外程序存储器空间执行。

●EA引脚接低电平时，迫使系统全部执行片外程序存储器程序。

3.3 片内RAM结构和功能
片内数据存储器是最灵活的地址空间。

它在物理上又分为两个独立的功能不同的区。

片内数据RAM区：
-对80C51型单片机，为地址空间的低128字节；
-对80C52型单片机，为地址空间的0～255字节。

●特殊功能寄存器SFR区：地址空间的高128字节。

在片内数据RAM区，根据不同的寻址方式又可分为以下几个区域：
80C51单片机内部结构和工作原理
1)工作寄存器区
这是一个用寄存器寻址的区域，指令的数量最多，均为单周期指令，执行的速度最快。

从图3知，片内数据RAM区的0～31（00H～1FH），共32个单元，是4个通用工作寄存器组，每组包含8个8位寄存器，编号为R0～R7。

在某一时刻，只能选用一个工作寄存器组。

其选择是通过软件对程序状态字（PSW）中的RS0、RS1位的设置来实现的。

2)位寻址区
片内数据RAM区的32～47（20H～2FH）的16字节单元，共包含128位，是可位寻址的RAM区。

这16字节单元既可进行字节寻址，又可实现位寻址。

3)字节寻址区
片内数据RAM区的48～127（30H～7FH）,共80字节单元，可以采用直接字节寻址的方法访问。

4)堆栈区
堆栈是在片内数据RAM区中，数据先进后出或后进先出的区域。

堆栈共有两种操作：进栈和出栈。

不论是数据进栈还是数据出栈，都是对栈顶单元的读/写操作。

3.4 特殊功能寄存器SFR
特殊功能寄存器SFR是80C51单片机中各功能部件所对应的寄存器，用以存放相应功能部件的控制命令、状态和数据。

80C51系列单片机设有128字节片内数据RAM结构的特殊功能寄存器空间区。

除程序计数器PC和4个通用工作寄存器组外，其余所有的寄存器都在这个地址空间内。

在80C51的21个特殊功能寄存器中，字节地址中低位地址为0H或8H的特殊功能寄存器除有字节寻址能力外，还有位寻址能力。

3.5 程序计数器PC的作用和基本工作方式
1)PC的作用
程序计数器PC是中央控制器中最基本的寄存器，是一个独立的计数器，存放着下一条将要从程序存储器中取出的指令的地址。

其基本的工作过程是：读指令时，程序计数器将其中的数作为所取指令的地址输出给程序存储器，然后程序存储器按此地
电子指南针设计
址输出指令字节，同时程序计数器本身自动加1，指向下一条指令地址。

程序计数器变化的轨迹决定程序的流程。

2）PC的基本工作方式
①程序计数器PC自动加1，这是最基本的工作方式。

②执行条件或无条件转移指令时，程序计数器将被置入新的数值，程序的流向发生变化。

③在执行调用指令或响应中断时：
●PC的现行值，即下一条将要执行的指令的地址，被送入堆栈，加以保护。

●将子程序的入口地址或者中断矢量地址送入PC，程序流向发生变化，执行子程序或中断服务程序。

子程序或中断服务程序执行完毕，遇到返回指令RET或RETI 时，将栈顶的内容送到PC寄存器中，程序流程又返回到原来的地方，继续执行。

3.6 80C51的时钟和指令时序
1）80C51的时钟
80C51时钟电路由振荡器及定时控制单元、时钟发生器及地址锁存允许信号ALE 组成。

单片机内部带有时钟电路，因此，只要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制单元（晶体振荡器和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。

振荡器的工作频率一般在1.2～12MHZ之间，现在由于制造工艺的改进，频率范围可达0～40MHZ。

本设计电路选用12M晶振。

2）80C51指令时序
80C51共有111条指令，全部指令按其长度可分为单字节指令、双字节指令和三字节指令。

执行这些指令所需要的机器周期数目是不同的，概括起来共有以下几种情况：单字节单机器周期指令、单字节双机器周期指令、双字节单机器周期指令和双字节双机器周期指令；三字节指令都是双机器周期的，而单字节乘除指令则均为四机器周期的。

3.7 复位电路、复位条件和复位后状态
复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，是单片机从0000H单元开始执行程序。

除了进入系统的正常初始化外，当由于程序运行错误或操
系统硬件的设计
作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键以重新启动。

1)复位电路
复位操作有上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位三种方式，本设计采用按键电平复位，其中EA接低电平，允许使用外部存储器，如（图6）所示。

图 6 复位电路和时钟电路图
2)复位条件
RST引脚是复位信号的输入端。

复位信号是高电平有效。

其有效时间应持续24个振荡脉冲周期（即两个机器周期）以上。

若使用频率为6MHZ的晶振，则复位信号持续时间应超过4微妙才能完成复位操作。

整个复位电路包括芯片内、外两部分。

外部电路产生的复位信号（RST）送斯密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对斯密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。

3)复位状态
除PC之外，复位操作还对其他一些特殊功能寄存器有影响。

复位操作还对单片机的个别引脚信号有影响。

例如在复位期间，ALE和PSEN信号变为无效状态，即ALE=1，PSEN=1。

4 系统硬件的设计
4.1硬件系统的总体设计
硬件系统主要包括最小系统、存储器扩展电路、键盘、LCD显示电路、指南针模块接口电路。

其中最小系统是将80C51单片机芯片进行片外存储器扩展，用一片
电子指南针设计
2764的ROM和一片6264的RAM进行扩展，通过一个锁存器控制。

硬件系统框图如（图7）。

硬件电路图如（图8）。

图7 硬件系统方框
图8 硬件总电路
系统硬件的设计
4.2磁场测量接口电路
4.2.1磁场测量电路
指南针的核心元件-磁场强度传感器很大程度上决定了指南针的整体设计，及测量的精度，体积大小等。

本次设计是设计电子指南针，磁场测量接口电路在整个系统中至关重要。

要能最终读出磁场强度，首先要将磁场强度模拟信号转换为数字信号，再经SPI传入单片机处理，将处理结果送入LCD显示。

本设计选用PNI磁场传感器+ASIC集成电路，优点相对较多。

它能直接将磁场强度模拟信号转为数字信号，通过SPI接口送入单片机处理，接线非常方便
磁阻传感器
整个磁阻传感器是系统中最前端的信号测量器件，传统的磁场测量都是采用了电感线圈的形式，在所设计的系统中，由于需要测量的是非常微弱的地磁场，地球表面赤道上的磁场强度在0.29～0.40高斯之间，两极处的强度略大，地磁北极约0.61高斯，南极约0.68高斯。

传统的普通电感线圈的形式在如此微弱的磁场环境下感应产生的电流是非常微弱的，不便于A/D采样，增加了测量的难度。

基于普通电感线圈测量的不足，所设计的系统采用了磁阻传感器来测量地址磁场的强度。

磁阻传感器是根据电场和磁场的原理，当在铁磁合金薄带的长度方向施加一个电流时，如果在垂直于电流的方向再施加磁场,铁磁性材料中就有磁阻的非均质现象出现，从而引起合金带自身的阻值变化。

当磁场变化时铁磁合金的电阻会跟着变化，如果此时的电流不变，那么铁磁合金两端的电压将发生变化，这样使用ADC就可以很方便的测量出当前对应的磁场大小。

该传感器体积非常小，测量精度高，最小分辨率可达0.00015高斯，测量地磁场已经足够。

磁场测量ASIC
PNI 11096拥有28个引脚，其中右边15~28引脚的连接可以分别测出三个方向上的磁场强度，在立体的空间上测量出磁场强度。

右边1~14与ASIC集成电路接合。

电子指南针设计
（图9）
图 9 PNI11096引脚图
通过磁阻效应可以把磁场的变化转换成对应变化的电流，通过A/D转换就可以得到对应的数字量。

ADC这部分主要有专用的磁场测量芯片来完成。

本次设计中使用了著名PNI公司的PNI11096磁场测量ASIC，该芯片能够同时对3轴磁场强度（既X,Y,Z轴）进行测量。

这样可以使用Z轴来进行倾角校正，提高测量精度。

在整个PNI11096信号处理电路中包含了3个主要的部分：
(1)前端信号处理：
由于地磁场非常的微弱，使用SEN-R65传感器转换后其信号也是非常的微弱。

那么需要在信号采集前端加入信号放大和滤波整形电路，这样使得A/D能够准确测量当前磁场大小，（图10）所示。

图 10 磁阻传感器的驱动正向反向偏置
系统硬件的设计
(2) A/D转换电路：
这部分主要完成对SEN-R65磁阻传感器输出的模拟信号进行A/D转换。

(3)数据接口电路：
这部分组要完成对A/D转换后得到的数据进行格式封装，并在上位MCU的控制下进行数据传输。

整个PNI11096和传感器的连接电路如（图11）所示。

图 11 PNI11096传感器原理图
该芯片内部集成了3轴传感器驱动电路，可以测量X，Y，Z三轴的磁场强度，Z轴的磁场强度可以用来校正水平面，使得X，Y轴的测量更为的精确。

电子指南针设计
4.2.2 ASIC与单片机的接口电路
设计中采用了FAD_DCM_SPI指南针模块。

该模块采用的正是PNI11096和SEN-R65传感器组合的设计方案。

为了模块化，所以该模块把PNI11096芯片的输出信号经过处理后封装成特定的数据报文格式通过SPI总线形式对外提供。

（图12）
图 12 磁场测量电路接口
SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。

该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOST和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。

由于SPI系统总线一共只需3～4位数据线和控制即可实现与具有SPI总线接口功能的各种I/O器件进行接口，而扩展并行总线则需要8根数据线、8～16位地址线、2～3位控制线，因此，采用SPI总线接口可以简化电路设计，节省很多常规电路中的接口器件和I/O 口线，提高设计的可靠性。

（图13）
图13 SPI总线时序 SPI port full timing sequence
4.3 LCD显示电路
4.3.1 LCD显示原理及技术优势
1）LCD显示原理
LCD为英文Liquid Crystal Display的缩写，即液晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。

与传统的阴极射线管（CRT）相比，LCD占用空间小，低功耗，低辐射，无闪烁，降低视觉疲劳。

不足：与同大小的CRT相比，价格更加昂贵。

在笔记本电脑市场占据多年的领先地位之后，基于液晶显示技术的光滑显示屏幕正逐步地进入桌面系统市场。

LCD拥有许多传统的CRT显示技术所不具备的优势，能够提供更加清晰的文本显示，而且屏幕无闪烁，从而能够有效降低长时间注视屏幕所产生的视觉疲劳。

LCD显示器的厚度一般不超过10英寸，因此，如果桌面系统采用LCD技术的话将会节省更大空间。

尽管LCD显示器有其诱人的独到之处，但不可否认，与主要的竞争对手CRT显示器相比，LCD在高质量的色彩显示方面仍存在不足，此外，悬殊的价格差异使LCD仍然是仅被少数人享用的奢侈产品。

早在1888年，人们就发现液晶这一呈液体状的化学物质，象磁场中的金属一样，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。

如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。

无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD 显示屏都是由不同部分组成的分层结构。

位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。

背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上。