段码LCD参数说明及驱动原理

段码LCD参数说明及驱动原理

一.参数说明

1.Duty：占空比

该项参数一般也称为Duty数或COM数。由于STN/TN的LCD一般是采用时分动态扫描的驱动模式，在此模式下，每个COM的有效选通时间与整个扫描周期的比值即占空比(Duty)是固定的，等于1/COM数。

2.Bias：偏置

LCD的SEG/COM的驱动波形为模拟信号，而各档模拟电压相对于LCD输出的最高电压的比例称为偏置，而一般来讲，Bias是以最低一档与输出最高电压的比值来表示。一般而言，Bias和Duty 之间是有一定关系的，Duty数越多，每根COM对应的扫描时间变短，而要达到同样的显示亮度和显示对比度，VON的电压就要提高，选电平和非选电平的差异需要加大，即Bias需要加大，Duty 和Bias间有一经验公式，即。

3.VDD：工作电压

液晶分子是需要交流信号来驱动的，长时间的直流电压加在液晶分子两端，会影响液晶分子的电气化学特性，引起显示模糊，寿命的减少，其破坏性为不可恢复。

液晶分子是一种电压积分型材料，它的扭曲程度(透光性)仅仅和极板间电压的有效值有关，和充电波形无关。电压的有效值用COM/SEG之间的电压差值的均方根VRMS表示。

4.Frame:扫描帧频

扫描频率，直接驱动液晶分子的交流电压的频率一般在60～100Hz之间，具体是依据LCDPanel 的面积和设计而定，频率过高，会导致驱动功耗的增加，频率过低，会导致显示闪烁，同时如果扫描频率同光源的频率之间有整倍数关系，则显示也会有闪烁现象出现。

二.驱动原理

方式一

根据LCD的驱动原理可知，LCD像素点上只能加上AC电压，LCD显示器的对比度由COM脚上的电压值减去SEG脚上的电压值决定，当这个电压差大于LCD的饱和电压就能打开像素点，小于LCD阈值电压就能关闭像素点，LCD型MCU已经由内建的LCD驱动电路自动产生LCD驱动信号，因此只要I/O口能仿真输出该驱动信号，就能完成LCD的驱动。由于LCD工作的最佳帖频率通常在25Hz~250Hz，一般设置刷新频率在60Hz左右即可。

现在考虑如何模拟出COM的波形。1/2Bias下COM0~COM3的LCD驱动波形如下：

可以看出4个COM的输出，通过配置IO口为高阻即可使其输出VDD/2电位，配置IO为推挽输出即可输出高低电平。

因此在一个COM周期内，只要每隔一段时间设置COM0~COM3输出对应的电压即可得到COM0~COM3的波形。具体来说就是第一次TimeBase中断时设置COM0输出VDD，其它COM输出VDD/2；第二次TimeBase中断时设置COM0输出VSS，COM1~COM3输出VDD/2，第三次TimeBase 中断时设置COM1输出VDD，其它COM输出VDD/2；第四次TimeBase中断时设置COM1输出VSS，其它COM输出VDD/2；……；第八次中断时设置COM3输出VSS，其它COM输出VDD/2。

因为点亮LCD像素点需要COM与SEG有大于饱和电压的电压差，也就是COM与SEG有+VDD 或者‐VDD的电压差，所以要点亮某个像素点，只要将对应的SEG输出与COM相反的电压即可。比如，当COM0=VDD，只要SEG=VSS就可点亮对应像素点，当COM0=VSS，只要SEG=VDD就可点亮对应像素点。考虑到LCD像素点点亮时先加+VDD再加‐VDD可延长LCD的使用寿命，因此这里同一像素点也采用两次点亮的方式。

方式一

由上面所述我们知道，只要 COM、SEG 的电压差为+VDD 或者‐VDD 就可以点亮对应的 LCD 笔段即像素点，因此，我们也可以不用模拟 COM 的 Timing 即可完成 LCD 的正常驱动。具体实现步骤如下：

• 第一次中断时设置 COM0 输出 High，其它 COM 输出 VDD/2，再根据要显示的数据设置各个 SEG 的输出

• 第二次中断时设置 COM1 输出 High，其它 COM 输出 VDD/2，再根据要显示的数据设置各个 SEG 的输出

• 第三次中断时设置 COM2 输出 High，其它 COM 输出 VDD/2，再根据要显示的数据设置各个 SEG 的输出

• 第四次中断时设置 COM3 输出 High，其它 COM 输出 VDD/2，再次根据要显示的数据设置各个 SEG 的输出

• 第五次中断时设置 COM0 输出 Low，其它 COM 输出 VDD/2，再根据要显示的数据设置各个 SEG 的输出

• 第六次中断、第七次中断、第八次中断参考上面的方法依次设置 COM1、COM2、COM3输出 Low 并设置要显示的数据

• 循环进行以上的 8 次循环设置即可完成 LCD 的驱动 这种方式下 COM0~COM3 的 Timing 如下：

对比以上两种方法可以发现，COM 口的扫描频率也就是帖频率并没有改变，然而从占用的资源上来说，第二种方式比第一种方式会占用更少的 ROM 空间。