W dzisiejszych czasach cyfrowych, prosta i wydajna technologia wyświetlania wciąż po cichu wspiera działanie niezliczonych codziennych urządzeń elektronicznych, a jest nią technologia wyświetlaczy LCD segmentowych.

Od paneli sterowania urządzeń domowych i zegarków elektronicznych po ekrany do odczytu cyfrowego w sprzęcie przemysłowym, segmentowy LCD stał się idealnym wyborem dla systemów wbudowanych i prostych wymagań wyświetlania ze względu na niskie zużycie energii, niski koszt i proste sterowanie. Technologia ta utrzymuje swoją pozycję w dzisiejszej dziedzinie wyświetlaczy o wysokiej precyzji dzięki ciągłym innowacjom.

Segmentowy LCD, znany również jako ekran LCD segmentowy lub ekran LCD wzorcowy, jest ogólnym terminem dla produktów LCD nie będących matrycami punktowymi, które wykorzystują technologię wyświetlania segmentowego.

Jego nazwa pochodzi od wczesnego zastosowania ekranów LCD, używanych głównie do zastępowania cyfrowych rurek LED. Najbardziej podstawowy 7-segmentowy wyświetlacz cyfrowy może wyświetlać liczby od 0 do 9, podobnie jak wyświetlacze w kalkulatorach i zegarach elektronicznych.

W przeciwieństwie do popularnych obecnie wyświetlaczy matrycowych, segmentowe wyświetlacze LCD mają stałą zawartość i składają się z wstępnie zaprojektowanych segmentów pióra (takich jak liczby, litery lub proste symbole).

Segmenty te są bardzo elastyczne w rozmieszczeniu i kształcie, mogą być wykonane nie tylko w popularnym kształcie „8”, ale także w dowolnym kształcie, w tym logo firm, różnych wzorów i tekstu.

Rdzeń napędowy segmentowego LCD opiera się na technologii „skanowania” lub „multipleksowania z podziałem czasu”, wykorzystując „efekt przetrwania wzrokowego” ludzkiego oka w celu uzyskania stabilnego wyświetlania.

Kod segmentowy LCD składa się ze struktury macierzowej składającej się z wielu przecinających się „wspólnych zacisków” i „zacisków segmentowych”. Materiał ciekłokrystaliczny jest umieszczony pomiędzy dwoma przezroczystymi elektrodami, a jego przezroczystość zmienia się poprzez przyłożenie napięcia - gdy nie ma pola elektrycznego, układ cząsteczek ciekłokrystalicznych pozwala na przejście światła, wyświetlając kolor tła; Gdy przyłożone zostanie pole elektryczne, cząsteczki ciekłokrystaliczne odchylają się, blokując światło i wyświetlając ciemne kolory.

Kryształy ciekłe mają kluczową cechę: muszą być zasilane napięciem przemiennym, a napięcie stałe może powodować elektrolizę i trwałe uszkodzenie materiału ciekłokrystalicznego. Zasilanie LCD wymaga generowania precyzyjnych sygnałów fali prostokątnej, aby zapewnić prawidłową relację fazową między segmentami wyświetlania i nie wyświetlania.

Napęd segmentowego LCD dzieli się na dwa typy: napęd statyczny i napęd dynamiczny.

Napęd statyczny jest odpowiedni dla zacisków COM z niewielką liczbą lub prostymi wyświetlaczami. Każdy segment jest niezależnie podłączony do pinu napędowego, co jest łatwe do kontrolowania i nie migocze. Zajmuje jednak dużą liczbę pinów i nadaje się tylko do małej liczby segmentów.

Napęd dynamiczny jest odpowiedni dla wyświetlaczy wielosegmentowych, takich jak kalkulatory i zegarki elektroniczne. Grupuje elektrody segmentowe i skanuje różne zaciski COM w sposób współdzielony czasowo, wykorzystując efekt przetrwania percepcji wzrokowej człowieka w celu uzyskania stabilnego wyświetlania.

Na przykład sterownik 4COM dzieli ekran na 4 grupy i naprzemiennie aktywuje każdą grupę COM. Zaletą tej metody jest to, że może zmniejszyć liczbę pinów, ale wadą jest to, że wymaga ścisłej kontroli czasu.

Dedykowany układ sterownika znacznie upraszcza złożoność sterowania, włączając logikę multipleksowania i generowanie napięcia LCD. Układy te mogą komunikować się z mikrokontrolerami za pośrednictwem SPI/I2C, znacznie oszczędzając zasoby pinów MCU.

Najważniejszą zaletą segmentowego LCD jest jego bardzo niskie zużycie energii, co sprawia, że ​​nadaje się do urządzeń zasilanych bateryjnie. Układ sterownika, taki jak HT1621, może sterować do 128 segmentami pióra, co odpowiada 16 znakom „8”, podczas gdy interfejs to tylko kilka pinów szeregowych.

W porównaniu z innymi technologiami wyświetlania, segmentowy LCD jest nadal wyraźny i widoczny w silnym świetle, przy niskich kosztach i prostym sterowaniu.

Jednak ograniczeniem segmentowego LCD jest to, że jego zawartość wyświetlania jest stała i nie może dynamicznie aktualizować żadnej grafiki. To sprawia, że ​​nie nadaje się do scen, które wymagają wyświetlania złożonej grafiki lub zmiany bogatych informacji.