怎麼點亮段碼屏_段碼液晶屏實作原理及應用

什麼是段碼液晶屏

段碼液晶或段碼液晶屏，隻是液晶屏的使用者對于某一類液晶顯示屏的一種叫法，但是在液晶行業之内，一般都稱之為圖案型的液晶屏，進而來差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數位管的(它是由7個筆段所組成，用來顯示數字0~9)，比如電腦、鐘表等等，顯示的内容基本都是數字，也比較簡單。現在，一般都将非點陣類的液晶屏均統稱為段碼液晶屏。

段碼液晶屏的優缺點

段碼液晶屏優點：是對主要晶片要求低，軟體簡單，控制液晶屏和主要成本低。

段碼液晶屏 缺點：是文字不能變化

段碼液晶屏的工作原理

TN型液晶屏通常有全透，半透和反射三種模式。液晶是不會主動發光的，需要外接提供光源。全透型液晶的光源來在液晶背後；反射型液晶的光源來自液晶的前方，被液晶屏的偏光片反射到觀察者眼睛；半透型液晶介于二者之間，既有來自液晶後方的光線也有反射的前方光線。是以全透型液晶需要使用背光源，反射性不需要背光源，半透型液晶可使用背光源也可以不使用。不使用背光源的液晶屏在黑暗中是無法觀察到顯示的。

段碼液晶屏的主要參數

材質：TN，HTN，STN，BTN(即VATN)，FSTN等材質。

顯示模式：正顯，負顯。

偏光片類型：全透型，半透型，反射型。

驅動條件：與選擇的驅動晶片有關，比如常用的HT1621晶片，則其占空比1/4DUTY，偏壓比1/3BIAS。

連接配接方式：金屬插腳連接配接，導電膠條連接配接，熱壓紙連接配接，FPC軟線連接配接。

觀察角度：6點視角，12點視角。

工作電壓：通常設定的工作電壓在3~5V之間， LCD功耗約10μA。

工作溫度：可根據LCD的工作環境設定溫度範圍，最寬溫約-35℃~85℃。

段碼液晶屏實作原理

段碼屏中的每個段，都填充了一種特殊的液态晶體。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，進而可以看到顯示的内容。該過程示意圖如圖3所示。

圖3：液晶屏顯示原理

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門檻值，才可以顯示内容。通常LCD段碼屏有三個參數：工作電壓、Duty(對應COM數)和BIAS(偏壓，對應門檻值)，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，門檻值大約是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。需要特别注意的是，液晶分子是需要用交流信号來驅動的，萬萬不可将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，使用壽命減少的後果，其破壞性不可恢複。

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

要實作這樣的操作，就需要主頻快、計時準、功耗低的MCU。筆者曾經用Silicon Labs的EFM8SB10F8單片機成功實作了對電量訓示段碼屏的操作。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可以精确的保持合适的時間間隔，使段碼屏達到良好的顯示效果；該MCU内置了24MHz高精度振蕩器，精度可達±2%，為Timer提供了精确基準的同時，也可以省掉外部晶振，降低産品成本；休眠時最低可達0.6μA，極大的延長了産品的待機時間。

硬體上，電路的設計也變得十分裝簡單，詳見圖4；軟體上，驅動段碼屏的核心代碼也不複雜，詳見圖5。使用時，隻需要在Timer中斷函數裡面調用該驅動代碼的API函數，即可點亮段碼屏。若顯示的圖像顔色比較淺，可适當延長Timer産生中斷的時間間隔，以便達到較佳的顯示效果。

段碼液晶屏的應用

儀器、儀表：瓦斯表、水表、公交系統、加油機計數顯示屏 辦公裝置：傳真機、打卡機、考勤機、門禁系統通訊裝置：各種IC卡電話、網絡電話、IP電話

銀行系統：POS機

稅務系統：稅控機

醫療裝置：生理監護儀及各類保健器械

工控裝置：自動化控制

各種人機界面，手持裝置等

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