電子產(chǎn)品開發(fā)過程中經(jīng)常要用到LCD段碼屏，相信大部分電子工程師都曾經(jīng)試過用單片機、FPGA或者嵌入式開發(fā)板等驅(qū)動LCD屏，下面給大家介紹一下LCD的顯示原理和驅(qū)動方式。

顯示原理

LCD屏內(nèi)部采用了一種液晶材料，液晶分子介于固態(tài)和液態(tài)之間。在自然狀態(tài)下，液晶具有光學(xué)各向異性，但在電磁場作用下會呈現(xiàn)各向同性，LCD屏就是利用了液晶分子的這種物理結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性制造而成的。

如上圖所示是LCD屏自然狀態(tài)下內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖，屏的頂部和底部是一對互相垂直的偏振片，中間是液晶分子涂層。當(dāng)液晶分子兩端電壓為0時，液晶分子曾現(xiàn)螺旋狀態(tài)，自然光跟隨液晶分子的旋光特性旋轉(zhuǎn)進入到屏另一端的偏振片上，剛好旋轉(zhuǎn)90°后可以穿過。此時，由于光線可以通過，所以人眼看上去屏是白色的。

給屏的兩端加上電壓時，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了如上圖所示的變化，可以看到中間的液晶分子變成了同向排列的結(jié)構(gòu)。此時，由于沒有了旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，進入到屏里面的光也就無法旋轉(zhuǎn)90°通過另一端的偏振片。所以，人眼會看到屏幕是黑色的。

利用上面介紹的原理，就可以通過控制電壓實現(xiàn)LCD屏部分點亮，部分熄滅的狀態(tài)了。那么如何控制點亮和熄滅呢？請往下看。

驅(qū)動方式

雖然上面提到給屏的兩端加上一定電壓就可以點亮LCD屏，然而，驅(qū)動LCD屏并不是和驅(qū)動LED一樣只需要給一個固定電壓就可以點亮，這是LCD屏本身的特性決定的。如果給LCD屏固定電壓會使得LCD屏很快就壞掉，所以要以交流電壓的方式驅(qū)動LCD。

這里涉及到兩個參數(shù)：

偏置（Bias）

驅(qū)動LCD屏COM/SEG口的電壓并不是一個恒定的電壓值，而是會分幾個檔位，比如分3個檔位，就是1/3Bias。

占空比（Duty）

這個參數(shù)和COM有關(guān)，由于LCD是按時分動態(tài)方式驅(qū)動，因此每個COM選通的時間就是整個掃描周期時間的1/COM。比如有4個COM，就是1/4Duty。

下面是1/3Bias驅(qū)動的示意圖：

由上圖可見，如果要選中LCD某一段點亮，就要使它的COM和SEG之間的電壓差為VLCD。但不能使壓差固定為一個方向，如果上一次COM和SEG之間是 VLCD，下一次就要為-VLCD，這就是用交流電壓驅(qū)動LCD屏的意思。 如下圖所示是COM口電壓的波形，可以清楚看到COM口被選中和非選中時的電壓狀態(tài)。

Bias和Duty參數(shù)的具體值根據(jù)不同的LCD屏而定，常用的Bias有1/3、1/4、1/5和1/6。