段式液晶屏(Segment LCD)是一种常见的低功耗显示设备,广泛应用于电子表、计算器、仪表盘等场景。其驱动原理基于液晶的电光效应和时分复用技术。以下是详细的工作原理及驱动方法:
1. 段式液晶屏的基本结构
显示单元:由多个固定图案的段(Segment)组成,如数字的7段(a-g)或自定义符号(如冒号、单位等)。
电极结构:
段电极(Segment):对应每个可单独控制的段。
公共电极(COM):所有段共享的公共端,通常分为多个COM端(如1COM、2COM、4COM等)。
液晶材料:夹在两片透明电极之间,通过施加电压改变其透光性。
2. 驱动原理
(1)液晶的电光效应
无电场时:液晶分子排列使光透过,显示背景色(通常为透明或浅色)。
施加电场时:液晶分子偏转,阻挡光线,显示深色(如黑色)。
关键特性:液晶需交流驱动(DC电压会导致电解损坏),通常用方波信号。
(2)驱动方式
段式LCD的驱动分为 静态驱动 和 动态驱动(多路复用)两种:
① 静态驱动(1COM)
适用场景:COM端数量少(如1COM)或简单显示。
原理:
每个段独立连接一个驱动引脚。
COM端施加固定频率的方波(如32Hz),段电极输入反相方波时产生电压差,点亮该段。
优点:控制简单,无闪烁。
缺点:引脚占用多,适合少量段。
② 动态驱动(多路复用,如1/2COM、1/3COM、1/4COM)
适用场景:多段显示(如计算器、电子表)。
原理:
将段电极分组,分时扫描不同COM端。
例如,4COM驱动将屏幕分为4组,轮流激活每组COM,利用人眼视觉暂留效应实现稳定显示。
电压控制:
导通电压(V_ON):COM与Segment电压差大于阈值(通常±3V)。
关闭电压(V_OFF):电压差接近0V。
优点:减少引脚数量(如4COM驱动可控制4倍段数)。
缺点:需严格时序控制,可能出现交叉效应(需优化占空比和偏置电压)。
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