Trong thời đại kỹ thuật số ngày nay, một công nghệ hiển thị đơn giản và hiệu quả vẫn âm thầm hỗ trợ hoạt động của vô số thiết bị điện tử hàng ngày, đó là công nghệ màn hình LCD phân đoạn.

Từ bảng điều khiển thiết bị gia dụng và đồng hồ điện tử đến màn hình đọc kỹ thuật số cho thiết bị công nghiệp, LCD phân đoạn đã trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống nhúng và các yêu cầu hiển thị đơn giản nhờ vào mức tiêu thụ điện năng thấp, chi phí thấp và việc điều khiển đơn giản. Công nghệ này đang duy trì vị thế của mình trong lĩnh vực hiển thị có độ chính xác cao ngày nay thông qua sự đổi mới liên tục.

LCD phân đoạn, còn được gọi là màn hình LCD phân đoạn hoặc màn hình LCD theo mẫu, là một thuật ngữ chung cho các sản phẩm LCD không ma trận điểm sử dụng công nghệ hiển thị phân đoạn bút.

Tên gọi của nó bắt nguồn từ ứng dụng ban đầu của màn hình LCD, chủ yếu được sử dụng để thay thế các ống kỹ thuật số LED. Màn hình kỹ thuật số 7 đoạn cơ bản nhất có thể hiển thị các số từ 0-9, tương tự như màn hình trên máy tính và đồng hồ điện tử.

Không giống như các màn hình ma trận điểm phổ biến hiện nay, màn hình LCD phân đoạn có nội dung cố định và bao gồm các phân đoạn bút được thiết kế sẵn (chẳng hạn như số, chữ cái hoặc các ký hiệu đơn giản).

Các phân đoạn bút này rất linh hoạt trong cách sắp xếp và hình dạng, không chỉ có thể được tạo thành hình "8" phổ biến mà còn có thể được tạo thành bất kỳ hình dạng nào, bao gồm cả logo công ty, các mẫu khác nhau và văn bản.

Cốt lõi điều khiển của LCD phân đoạn dựa trên công nghệ "quét" hoặc "ghép kênh phân chia theo thời gian", sử dụng "hiệu ứng lưu ảnh" của mắt người để đạt được hiển thị ổn định.

LCD mã phân đoạn bao gồm một cấu trúc ma trận bao gồm nhiều "thiết bị đầu cuối chung" và "thiết bị đầu cuối phân đoạn" giao nhau. Vật liệu tinh thể lỏng được kẹp giữa hai điện cực trong suốt và độ trong suốt của nó được thay đổi bằng cách áp dụng điện áp - khi không có điện trường, sự sắp xếp của các phân tử tinh thể lỏng cho phép ánh sáng đi qua, hiển thị màu nền; Khi một điện trường được áp dụng, các phân tử tinh thể lỏng lệch hướng, chặn ánh sáng và hiển thị màu tối.

Tinh thể lỏng có một đặc điểm quan trọng: chúng phải được điều khiển bằng điện áp AC và điện áp DC có thể gây ra hiện tượng điện phân và hư hỏng vĩnh viễn cho vật liệu tinh thể lỏng. Việc điều khiển LCD yêu cầu tạo ra các tín hiệu sóng vuông chính xác để đảm bảo mối quan hệ pha chính xác giữa các phân đoạn hiển thị và không hiển thị.

Việc điều khiển LCD phân đoạn được chia thành hai loại: điều khiển tĩnh và điều khiển động.

Điều khiển tĩnh phù hợp với các thiết bị đầu cuối COM có số lượng hoặc hiển thị đơn giản. Mỗi phân đoạn được kết nối độc lập với một chân điều khiển, dễ điều khiển và không bị nhấp nháy. Tuy nhiên, nó chiếm một số lượng lớn chân và chỉ phù hợp với một số lượng nhỏ phân đoạn.

Điều khiển động phù hợp với màn hình đa phân đoạn, chẳng hạn như máy tính và đồng hồ điện tử. Nó nhóm các điện cực phân đoạn và quét các thiết bị đầu cuối COM khác nhau theo cách phân chia thời gian, sử dụng hiệu ứng lưu ảnh của nhận thức thị giác của con người để đạt được hiển thị ổn định.

Ví dụ, trình điều khiển 4COM chia màn hình thành 4 nhóm và luân phiên kích hoạt từng nhóm COM. Ưu điểm của phương pháp này là nó có thể giảm số lượng chân, nhưng nhược điểm là nó yêu cầu kiểm soát thời gian nghiêm ngặt.

Chip trình điều khiển chuyên dụng đơn giản hóa đáng kể độ phức tạp của việc điều khiển bằng cách kết hợp logic ghép kênh và tạo điện áp LCD. Các chip này có thể giao tiếp với bộ vi điều khiển thông qua SPI/I2C, tiết kiệm đáng kể tài nguyên chân MCU.

Ưu điểm quan trọng nhất của LCD phân đoạn là mức tiêu thụ điện năng cực thấp, khiến nó phù hợp với các thiết bị chạy bằng pin. Chip trình điều khiển như HT1621 có thể điều khiển tối đa 128 phân đoạn bút, tương đương với 16 ký tự "8", trong khi giao diện chỉ có một vài chân nối tiếp.

So với các công nghệ hiển thị khác, LCD phân đoạn vẫn rõ ràng và có thể nhìn thấy dưới ánh sáng mạnh, với chi phí thấp và điều khiển đơn giản.

Tuy nhiên, hạn chế của LCD phân đoạn là nội dung hiển thị của nó là cố định và không thể cập nhật bất kỳ đồ họa nào một cách động. Điều này khiến nó không phù hợp với các cảnh yêu cầu hiển thị đồ họa phức tạp hoặc thay đổi thông tin phong phú.