【技术大神】如何选择一款合适的MCU驱动段码液晶屏

时间： 2016-06-27 来源：技术大神活动文章

技术问答

段码液晶屏由于能提供简单快捷的显示效果，被广泛应用于电子领域。我们生活中常见的空调遥控器、电子血压计以及电子计算器等等，使用的都是段码液晶屏。

图1：几种常见的段码屏

SILICON LABS 的 EFM32TG、EFM32G、EFM32LG、EFM32GG、EFM32WG都是带有低功耗段码LCD驱动器的MCU，最大支持8x24段数显示，可以很方便的对这些显示屏进行控制。但有时由于应用特殊，并不需要驱动段数很多的段码屏，例如电量显示板的应用中，就只需要驱动图中的5个黑色部分来分别指示20%、40%、60%、80%、100%的电量。若从上述的EFM32系列当中选择，功能上，完成可以实现，但是性价比不高，做出的产品没有价格优势。那么，有没有一种方法可以不用LCD驱动器，用更简单的EFM8系列的单片机来驱动这类段码屏呢？

这就要从段码屏显示原理说起……

图2：电量指示段码屏

段码屏中的每个段，都填充了一种特殊的液态晶体。在电场的作用下，晶体的排列方向会发生扭转，因而改变其透光性，从而可以看到显示的内容。该过程示意图如图3所示。

图3：液晶屏显示原理

要使得晶体发生扭转，必须使得电极两端的电压差大于一定的阈值，才可以显示内容。通常LCD段码屏有三个参数：工作电压、Duty（对应COM数）和BIAS（偏压，对应阈值），比如，3.3V、1/4 Duty、1/3 BIAS表示LCD的工作电压为3.3V，有4个COM，阈值大约是1.1V（3.3/3=1.1）。实际使用中，为保证显示效果良好，通常给电极两端加的电压差接近LCD的工作电压；若要不显示，通常给电极两端加的电压差接近0V。需要特别注意的是，液晶分子是需要用交流信号来驱动的，万万不可将直流电压长时间的加在电极两端，否则，会影响液晶分子的电气化学特性，引起显示效果模糊，使用寿命减少的后果，其破坏性不可恢复。

了解了以上原理后，我们要点亮某个段时，只需要保证给其电极两端加的电压差为3.3V（如COM1=3.3V，SEG1=0V），并且间隔合适的时间，将这两极的电压反转输出（如COM1=0V，SEG1=3.3V）；不点亮某个段时，只需要保证给其电极两端加的电压差为0V（如COM1=3.3V，SEG1=3.3V），并且间隔合适的时间，将这两极的电压反转输出（如COM1=0V，SEG1=0V）。

要实现这样的操作，就需要主频快、计时准、功耗低的MCU。笔者曾经用Silicon Labs的EFM8SB10F8单片机成功实现了对电量指示段码屏的操作。EFM8SB10F8最高可达25MHz主频，完全能够胜任快速翻转IO的操作；16位的Timer可以精确的保持合适的时间间隔，使段码屏达到良好的显示效果；该MCU内置了24MHz高精度振荡器，精度可达±2%，为Timer提供了精确基准的同时，也可以省掉外部晶振，降低产品成本；休眠时最低可达0.6μA，极大的延长了产品的待机时间。

硬件上，电路的设计也变得十分装简单，详见图4；软件上，驱动段码屏的核心代码也不复杂，详见图5。使用时，只需要在Timer中断函数里面调用该驱动代码的API函数，即可点亮段码屏。若显示的图像颜色比较浅，可适当延长Timer产生中断的时间间隔，以便达到较佳的显示效果。

图4：硬件电路示意图

图5：驱动段码屏的核心代码

作者：車車

看到这里您是否又有项目灵感需实现，点击下面开发软件帮你忙。

Silicon Labs Simplicity Studio平台开发工具
 Silicon Labs 集成开发环境工具
 Silicon Labs 配置向导2开发工具
 Silicon Labs FLASH编程开发工具
 Silicon Labs 8位MCU Keil PK51 开发工具
Silicon Labs ToolStick 开发工具
 Silicon Labs μVision 调试驱动程序开发工具
 Silicon Labs 生产编程器开发工具
 Silicon Labs .HEX转化.SVF开发工具
 Silicon Labs USB复位实用程序开发工具

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 29
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（29）

haibinxing Lv7. 资深专家 2018-11-14

学习一下
我的名字 Lv7. 资深专家 2018-11-13

学习
碧水孤鹜 Lv8. 研究员 2018-04-13

学习
用户70994474 Lv4. 资深工程师 2017-12-15

这方法不错
用户65549834 Lv3. 高级工程师 2016-07-25

大神应该考虑介绍电子干扰防护方面

用户54886136 Lv1. 初级工程师 2016-07-25

确实还可以，高大上的感觉
老魏 Lv7. 资深专家 2016-07-20

LCD段码屏的静态驱动方法，不错！另外EFM8SB10F8G在RTC关闭的情况下，休眠功耗，在70nA，真心的不错啊！
莺莺 Lv7. 资深专家 2016-07-11

嗯笔者好方法，值得大家收藏参考。
咖啡加奶 Lv8. 研究员 2016-07-11

硬件电路和核心代码看上去的确简单。
- 世小强回复：恭喜您获得热评礼！
莺莺 Lv7. 资深专家 2016-07-11

Silicon Labs的EFM8SB10F8单片机价格还算公道，大神的设计方案应该算是成本比较低的一种。

展开更多评论

【产品】集成12位高速ADC、DAC的8位MCU C8051F00x，最高执行速度达25MIPS

C8051F00x系列是Silicon Labs的一款高集成度的混合信号8位MCU，采用强大的8051微处理器，最高执行速度可达25MIPS。还集成了12位/10位多通道ADC、VDD监控器、看门狗定时器、时钟振荡器以及其他通用部件，可以作为真正的独立片上系统解决方案，可应用于诸如便携式医疗器械、测试设备和光纤系统等领域。

新产品发布时间 : 2017-01-05

世界上最节能的微控制器EFM32之十大低功耗奥秘

Silicon Labs EFM32 32 位微控制器系列是世界上最为节能的微控制器，特别适用于低功耗和能源敏感型应用，包括能源、水表和燃气表、楼宇自动化、警报及安防和便携式医疗/健身器材。本文着重强调10个Silicon Labs32位MCU功耗低的因素。

新产品发布时间 : 2016-07-11

【应用】国民技术低功耗MCU用于电子血压计，1.1μA的待机电流，最高可以支持320段段码屏

在电子血压计产品中，其硬件组成一般包括了MCU、LCD驱动、压力传感器、运放、电源管理芯片组成，由于大多数的电子血压计产品均采用干电池或者可充电的锂电池进行供电，因此在整机功耗上有着较严苛的要求，本文介绍国民技术MCU N32L406系列用于电子血压计中。

应用方案发布时间 : 2023-01-19

EFM8LB低功耗8位MCU在使用BOOTLOADER时，如何让程序进入BOOTLOADER?

EFM8LB的芯片进入BOOTLOADER有三种方法。第一种：上电后如果0X0000地址的数据为0XFF，程序会直接进入BOOTLOADER. 第二种：在上电复位时，如果C2D引脚保持低电平超过50uS，程序会进入BOOTLOADER.第三种：应用程序将R0赋值为0XA5，然后执行软启动，启动后程序会自动进入 BOOTLOADER。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

【产品】小蜜蜂8位MCU助您轻松迎接物联网时代

Silicon labs推出了一款集小封装和高性价比于一身的多用途8位MCU EFM8BB1，可轻松替代普通8051家族的MCU产品。

新产品发布时间 : 2019-07-05

【应用】这款8位MCU“一手包办”空气净化器的容性触摸按键

芯科推出的一款MCU产品EFM8SB10F8，以其特有的功能、性能及价格的优势，在空气净化器产品中，有着非常独到的应用。

新应用发布时间 : 2019-09-05

【技术】预安装BOOT的新一代的8位MCU

Silicon labs的EFM8系列MCU是C8051F的升级换代产品。较C8051F不同的是，其在出厂时已经固化好BOOT程序。

技术探讨发布时间 : 2019-07-11

【应用】睡眠模式电流仅50nA的MCU，助力电子血压计延寿

EFM8SB1提供＜1μA的超低功耗触摸唤醒能力，150µA/MHz运行电流功耗。

新应用发布时间 : 2019-07-10

超低功耗MCUEFM32能耗模式探讨

世强代理的Silicon Labs EFM32 MCU 旨在在低能耗模式下实现高度的自主运行。该MCU 智能结合了外围设备、低漏电 RAM、数据保持、DMA 和互联能力、低功耗振荡器以及极短的唤醒时间，因此长时间在低能耗模式下的运行效果很好，大幅降低了能耗。

技术探讨发布时间 : 2019-09-05

【应用】这款MCU可实现功耗最低的血压计方案

本文介绍了以EFM32PG1B100F128为控制核心，辅以BP01型压力传感器与MCU之间模拟信号处理电路以及LCD显示、语音提示，实现家用电子血压计的设计。

新应用发布时间 : 2019-07-23

【应用】多款低成本USB微控制器C8051F32x和C8051F34x，助力万能遥控器系统设计

对于万能遥控器系统中微控制器（MCU）的选取，本文推荐采用Silicon Lab公司的C8051F32x和C8051F34x系列，采用25-48 MIPS 8051 CPU，具备16-64kB闪存、1536-5376B RAM、两个异步比较器以及15-40数字I/O，并且集成了收发器、温度感应器以及时钟恢复功能，基本涵盖了万能遥控器系统设计所需的全部功能。

应用方案发布时间 : 2018-10-22