段碼液晶屏實現原理及優缺點

文章出處：未知人氣：發表時間：2018-06-19

什么是段碼液晶屏

段碼液晶或段碼液晶屏，只是液晶屏的用戶對于某一類液晶顯示屏的一種叫法，但是在液晶行業之內，一般都稱之為圖案型的液晶屏，從而來區別于點陣型的液晶屏，故段碼液晶屏并不是一個很嚴格的表述或者分類。

段碼液晶的叫法是起源于早期液晶顯示屏在開始應用的時候，主要是用來替代LED數碼管的（它是由7個筆段所組成，用來顯示數字0~9），比如計算器、鐘表等等，顯示的內容基本都是數字，也比較簡單。現在，一般都將非點陣類的液晶屏均統稱為段碼液晶屏。

段碼液晶屏實現原理

段碼屏中的每個段，都填充了一種特殊的液態晶體。在電場的作用下，晶體的排列方向會發生扭轉，因而改變其透光性，從而可以看到顯示的內容。該過程示意圖如圖3所示。

要使得晶體發生扭轉，必須使得電極兩端的電壓差大于一定的閾值，才可以顯示內容。通常LCD段碼屏有三個參數：工作電壓、Duty（對應COM數）和BIAS（偏壓，對應閾值），比如，3.3V、1/4 Duty、1/3 BIAS表示LCD的工作電壓為3.3V，有4個COM，閾值大約是1.1V（3.3/3=1.1）。實際使用中，為保證顯示效果良好，通常給電極兩端加的電壓差接近LCD的工作電壓；若要不顯示，通常給電極兩端加的電壓差接近0V。需要特別注意的是，液晶分子是需要用交流信號來驅動的，萬萬不可將直流電壓長時間的加在電極兩端，否則，會影響液晶分子的電氣化學特性，引起顯示效果模糊，使用壽命減少的后果，其破壞性不可恢復。

了解了以上原理后，我們要點亮某個段時，只需要保證給其電極兩端加的電壓差為3.3V（如COM1=3.3V，SEG1=0V），并且間隔合適的時間，將這兩極的電壓反轉輸出（如COM1=0V，SEG1=3.3V）；不點亮某個段時，只需要保證給其電極兩端加的電壓差為0V（如COM1=3.3V，SEG1=3.3V），并且間隔合適的時間，將這兩極的電壓反轉輸出（如COM1=0V，SEG1=0V）。

要實現這樣的操作，就需要主頻快、計時準、功耗低的MCU。筆者曾經用Silicon Labs的EFM8SB10F8單片機成功實現了對電量指示段碼屏的操作。EFM8SB10F8最高可達25MHz主頻，完全能夠勝任快速翻轉IO的操作；16位的Timer可以精確的保持合適的時間間隔，使段碼屏達到良好的顯示效果；該MCU內置了24MHz高精度振蕩器，精度可達±2%，為Timer提供了精確基準的同時，也可以省掉外部晶振，降低產品成本；休眠時最低可達0.6μA，極大的延長了產品的待機時間。