电子产品开发过程中经常要用到 LCD 段码屏，相信大部分电子工程师都曾经试过用单片机、FPGA 或者嵌入式开发板等驱动LCD 屏，下面给大家介绍一下 LCD 的显示原理和驱动方式。
显示原理
LCD 屏内部采用了一种液晶材料，液晶分子介于固态和液态之间。在自然状态下，液晶具有光学各向异性，但在电磁场作用下会呈现各向同性，LCD 屏就是利用了液晶分子的这种物理结构和光学特性制造而成的。
如上图所示是 LCD 屏自然状态下内部的结构示意图，屏的顶部和底部是一对互相垂直的偏振片，中间是液晶分子涂层。当液晶分子两端电压为 0 时，液晶分子曾现螺旋状态，自然光跟随液晶分子的旋光特性旋转进入到屏另一端的偏振片上，刚好旋转 90°后可以穿过。此时，由于光线可以通过，所以人眼看上去屏是白色的。
给屏的两端加上电压时，其内部结构发生了如上图所示的变化，可以看到中间的液晶分子变成了同向排列的结构。此时，由于没有了旋转结构，进入到屏里面的光也就无法旋转 90°通过另一端的偏振片。所以，人眼会看到屏幕是黑色的。
利用上面介绍的原理，就可以通过控制电压实现 LCD 屏部分点亮，部分熄灭的状态了。那么如何控制点亮和熄灭呢？请往下看。
驱动方式
虽然上面提到给屏的两端加上一定电压就可以点亮 LCD 屏，然而，驱动 LCD 屏并不是和驱动 LED 一样只需要给一个固定电压就可以点亮，这是 LCD 屏本身的特性决定的。如果给 LCD 屏固定电压会使得 LCD 屏很快就坏掉，所以要以交流电压的方式驱动 LCD。
这里涉及到两个参数：
偏置（Bias）
驱动 LCD 屏 COM/SEG 口的电压并不是一个恒定的电压值，而是会分几个档位，比如分 3 个档位，就是 1/3Bias。
占空比（Duty）
这个参数和 COM 有关，由于 LCD 是按时分动态方式驱动，因此每个 COM 选通的时间就是整个扫描周期时间的 1/COM。比如有 4 个 COM，就是 1/4Duty。
下面是 1/3Bias 驱动的示意图：
由上图可见，如果要选中 LCD 某一段点亮，就要使它的 COM 和 SEG 之间的电压差为 VLCD。但不能使压差固定为一个方向，如果上一次 COM 和 SEG 之间是+VLCD，下一次就要为-VLCD，这就是用交流电压驱动 LCD 屏的意思。 如下图所示是 COM 口电压的波形，可以清楚看到 COM 口被选中和非选中时的电压状态。
Bias 和 Duty 参数的具体值根据不同的 LCD 屏而定，常用的 Bias 有 1/3、1/4、1/5 和 1/6。
Duty 则一般是 1/4、1/6 和 1/8。以上就是关于段式 LCD 屏的显示原理和驱动方式介绍，大家都了解了吧！