記一次段碼屏調(diào)試總結(jié)

前段時(shí)間調(diào)試一個(gè)段碼屏，剛開始顯示非常模糊、有重影：

后來調(diào)試了很久，最終通過調(diào)整參數(shù)(電壓、偏置)，顯示效果好了很多：

借此機(jī)會，總結(jié)一下段碼屏的相關(guān)知識。

1.段碼屏有什么優(yōu)勢？

段碼屏的顯示技術(shù)是一種比較老的技術(shù)，它也沒法像點(diǎn)陣屏那樣靈活的顯示各種各樣的內(nèi)容，同時(shí)一般需要定制才能買到，但是為什么在很多產(chǎn)品中還在廣泛使用呢，比如用在家里的燃?xì)獗?、電表、空調(diào)遙控器等多種產(chǎn)品上。

主要原因是功耗低和價(jià)格低，另外它還有控制簡單、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)、特別適合用在一些對成本要求高、電池供電、對顯示效果要求不是那么高的產(chǎn)品中。

2.段碼屏如何控制？

段，英文Segment，是指可以獨(dú)立打開和關(guān)閉的任何點(diǎn)、線或圖標(biāo)。比如下圖中的文字“剩余”是1個(gè)段，數(shù)字1由2個(gè)段組成。

控制斷碼屏顯示什么內(nèi)容，就是要控制其中的哪些段亮、哪些段滅。每個(gè)斷碼屏都有一個(gè)真值表，上圖中段碼屏真值表如下：

通過真值表可以看到，上圖中的數(shù)字1，對應(yīng)1B、1C 這2個(gè)段，

1B由COM3(Pin3)和SEG3(Pin8)控制，1C由COM2(Pin2)和SEG3(Pin8)控制

在相應(yīng)的COM和SEG引腳上加上一定的電壓就可以點(diǎn)亮。但需要注意的是，所加的電壓是交流而不是直流。以實(shí)際控制中的一種驅(qū)動(dòng)波形為例，

可以看到COM和SEG上的電壓是周期性變化的，這里電壓分為了V1、V2、V3 3檔，這里引出一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)：偏置(Bias)，偏置的值為V1/V3=1/3。

COM1、COM2、COM3、COM4分別與SEG3的電壓差如下：

可以看到COM1-SEG3和COM4-SEG3的幅值是V1，COM2-SEG3和COM3-SEG3的幅值最高達(dá)到V3，所以段1B和1C亮、段1D和1A滅。

斷碼屏還有一個(gè)重要的參數(shù)叫占空比（Duty），它是指段導(dǎo)通的時(shí)間與一個(gè)周期總時(shí)間的比值，從上圖COM2-SEG3、COM3-SEG3波形可以看到，段導(dǎo)通的時(shí)間段有2個(gè)，一個(gè)完整周期的時(shí)間段是8個(gè)，所以占空比為1/4。占空比一般和COM數(shù)相同。

另外還會聽到一個(gè)名詞叫對比度，它使用點(diǎn)亮段電壓有效值 Von和不亮段電壓有效值 Voff之比來表示，顯示對比度越高，亮和不亮段差別越明顯，顯示越清晰。

電壓的有效值用 COM/SEG 之間的電壓差值的均方根 VRMS 表示:

所以上圖中“點(diǎn)亮”段 SEG 和 COM 電壓差有效值

“不亮段”的 SEG 和 COM 電壓差有效電值為：

對比度等于√3：1=1.732

為了達(dá)到理想的顯示效果， 一般而言， Bias 和 COM 之間有一定關(guān)系， COM 數(shù)越多，每根COM 對應(yīng)的選通時(shí)間變短，而要達(dá)到同樣的顯示亮度， VON 的電壓就要提高，要達(dá)到同樣的顯示對比度，選電平和非選電平的差異需要加大，即 Bias 需要加大，COM 和 Bias 間有一經(jīng)驗(yàn)公式，即：

最后再解釋一個(gè)參數(shù)，幀頻率，從下圖可以看到一個(gè)COM端完整的波形周期叫做一幀，它的頻率由Base_Clk及Duty決定，它等于Base_Clk的頻率乘以占空比。

根據(jù) LCD 液晶顯示屏特性，選擇的幀頻率范圍一般是在約[30Hz~100Hz]之間，在功耗和可接受的刷新速率之間進(jìn)行平衡。頻率過高，增加驅(qū)動(dòng)功耗；頻率過低，會導(dǎo)致顯示閃爍。

總結(jié)

驅(qū)動(dòng)段碼屏，如果MCU內(nèi)部帶有LCD控制器可以直接使用它來實(shí)現(xiàn)，如果MCU不帶LCD控制器，可以通過外置的LCD驅(qū)動(dòng)芯片或者利用MCU的GPIO加上電阻分壓電路來實(shí)現(xiàn)。

理解了LCD控制原理，再回到文章最初的問題，最初顯示效果不好就是因?yàn)閰?shù)設(shè)置的不正確，最初最大驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)置的是3.3V，BIAS為1/3，將其修改為最大驅(qū)動(dòng)電壓3.12V，BIAS設(shè)置為1/2 效果就得到了改進(jìn)。

審核編輯：湯梓紅