断码屏驱动原理是什么？

断码屏（通常指分段式数码管显示或固定图案的LCD/OLED/VFD显示屏）的驱动原理相对简单，其核心在于 通过电极的交叉点控制特定显示段的通断。以下是详细原理说明：

一、基本结构

1. 显示单元：
   屏幕由多个独立的“段”（Segment）组成，例如数字“8”由7个笔段（a, b, c, d, e, f, g）构成，还可能包含小数点等固定符号。

2. 电极布局：

   • 背板电极（Common Electrode, COM）：所有段共享的公共电极（通常1~4个）。

   • 段电极（Segment Electrode, SEG）：每个独立显示段对应的电极。

二、驱动原理（以LCD为例）

1. 静态驱动（1个COM）

• 原理：每个段电极直接连接驱动信号，COM端施加固定电压。

• 操作：

  • 当某段电极与COM端电压差超过阈值（通常为±1.5~3V），该段显示（液晶翻转）。

  • 电压差为0时不显示。

• 缺点：引脚数量多（需n+1个引脚控制n个段），仅适用于简单显示（如电子秤）。

2. 动态驱动（多个COM，主流方式）

• 原理：将段电极分组，通过分时复用依次扫描各组。

• 电极连接：

  • 显示段按行连接到多个COM（如COM1~COM4）。

  • 列线连接段电极（SEG1~SEGm）。

• 扫描过程：

  1. 在时间片T1：向COM1施加电压，控制SEG1~SEGm的电压，决定COM1行哪些段显示。

  2. 在T2：切换到COM2，更新SEG信号……

  3. 循环扫描（>50Hz），利用视觉暂留形成稳定图像。

• 优势：大幅减少引脚（如4个COM+10个SEG可控制4×10=40段）。

3. 电压控制

• 占空比（Duty）：COM信号的分时比例（如1/4 Duty表示4个COM循环）。

• 偏置电压（Bias）：

  • 采用多级电压（如1/2 Bias、1/3 Bias），使未选中的段电压差低于阈值，防止误显示。

  • 例如1/3 Bias时，电压等级为：V0（0）、V1（1/3Vdd）、V2（2/3Vdd）、V3（Vdd）。

三、驱动电路

1. 专用驱动IC（如HT1621、TM1721）：

   • 集成COM/SEG引脚、显示内存（RAM）、时序控制器。

   • 单片机通过SPI/I²C发送显示数据到IC的RAM，IC自动完成扫描驱动。

2. 工作流程：

   • 单片机写入数字“3”的段码（如二进制01001111 ）到驱动IC。

   • 驱动IC按Duty和Bias生成COM/SEG的扫描波形，控制对应段亮灭。

四、其他断码屏技术

1. LED数码管：

   • 每个段是一个LED，通过电流驱动（阳极接COM，阴极接SEG）。

   • 动态扫描时，依次给COM高电平，并控制SEG低电平点亮对应段。

2. VFD（真空荧光屏）：

   • 原理类似LCD，但通过电子轰击荧光粉发光，需较高驱动电压（通常12~24V）。

3. OLED断码屏：

   • 结构类似LCD，但每个段是独立OLED单元，需恒流驱动。

五、关键特点

• 低功耗：LCD/VFD仅需微安级电流（LED功耗较高）。

• 成本低：驱动简单，无需复杂控制器。

• 显示固定：只能显示预设图案，无法任意像素变化。

✅ 典型应用：计算器、电子秤、温控器、仪表盘等固定信息显示场景。

总结

断码屏的驱动本质是通过COM/SEG电极的电压组合控制特定段的通断：

• 静态驱动：简单直接，引脚多，适合少量段。

• 动态驱动：分时复用扫描，减少引脚，需专用驱动IC。

理解其原理后，可快速实现低成本、低功耗的嵌入式显示设计。

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