一、综述
??段码液晶屏是早期液晶显示屏的主要类型，目的是替代LED数码管，因为原理简单、成本低，直到现在还在广泛的应用。它区别于点阵屏，段码屏上的内容一般需要找厂家定制，一旦屏幕制作完成，显示的内容就无法更改。这相对于点阵屏是一个劣势，点阵屏可以随心所欲的显示要展现的内容。 ??段码屏有很多段，有32段x4、32x8、64x4、64x8等等，以32x例如，屏幕可以点亮128段，每段由制造商制作成不同的形状，如左上角的蓝牙图标，右上角的电池图标，第0段和第59段，蓝牙图标和电池图标将显示在屏幕的左上角和右上角。一旦屏幕制作完成，每个部分及其相应的位置和形状就不能改变，屏幕包含的部分越多，可以显示的内容就越多。
二、LCD显示原理
??LCD显示原理相对简单，在电场的作用下会扭转晶体的排列方向，从而改变其透光性，从而看到显示内容。LCD有一个扭转阈值，当两端电压高于此阈值时，不显示显示内容。通常有三个参数：工作电压、Duty（对应COM数）和Bias(即偏压或偏置，对应阈值)。 ??Duty和Bias有一个经验公式可以帮助快速选择合适的公式Duty和Bias。 
??例如可以选择Duty为4，Bias为1/3。 ??例如工作电压4.5V，4DUTY，1/3BIAS，表示LCD工作电压为4.5V，4个COM，阈值为1.5V。当加在某段LCD两端电压大于1.5V时间显示，反之，则不显示。但是LCD对驱动电压的反应不是很明显，比如加2V当显示可能较弱时，这通常被称为虚拟阴影，因此为了确保良好的显示效果，大于阈值电压，而不显示，远小于阈值电压。 ??但LCD两端不能长时间加直流电压，否则会损坏，所以要保证加LCD两端驱动平均电压为0。因此，采用时间分割扫描法，任何时候只有一个COM有效，其他COM无效。
1、波形分析
??实际使用时，LCD的两端电压为COM和SEG假设COM共4个，SEG共32个，可驱动的段数为32个x4=128.每个段落对应一组COM和SEG。 ??如下图所示，LCD工作电压4.5V，4DUTY，1/3BIAS，电压输出的最小分数为4.5/3=1.5V，每个引脚输出的电压为0和1.5V、3V、4.5V，同时，四组1/4占空比COM分时扫描驱动器，每个1/4指COM引脚输出占总输出时间的1/4。 ??图中有两个周期，第一个周期为1-8，第二个周期为9-16。以第一个周期为例，时间段为1、2，COM时间段为3、4，有驱动波形COM二是驱动波形，COM3和COM同理，可以看出一个周期分别是4个COM瓜分，同时，只能有一个COM每个都有驱动波形，每个都有驱动波形COM波形是固定的。而SEGn波形在一定时间内发生变化COMn-SEGn的电压大于阈值时，对应的段就会点亮，否则熄灭。 ??具体来说，每个时期的电压情况 ??时间1、2:时间1，COM1为4.5V，SEGn为3.5V，COM1-SEGn=1V，低于阈值1.5V，不显示。时间2，COM1为0.5V，SEGn为1.5V，COM1-SEGn=-1V，也不显示，平均电压为0V。 ??时间3、4:时间3，COM2为4.5V，SEGn为3.5V，COM2-SEGn=1V，不显示。时间2，COM2为0.5V，SEGn为1.5V，COM1-SEGn=-1V，不显示。平均电压为0V。但是图中显示的COM-SEG电压为3V和-3V，应该是错的。 ??时间5、6:对应COM三、分析过程同上。 ??时间7、8:时间7，COM4为4.5V，SEGn为1.5V，COM4-SEGn=3V，高于阈值，显示。时间8，COM4为0.5V，SEGn为3.5V，COM1-SEGn=-3V，显示。平均电压为0V。 ??在第二个周期中，时间为11和12SEGn为1.5V与3.5V，最终电压为3V与-3V，故显示。 ??SEGnn可以是0~如果31中的任意值，n=0，在第一个周期中，只有[COM4，SEG在第二周期中，0]对应段被点亮，[COM2,SEG0]和[COM4,SEG0]对应段被点亮。 ??最后要强调的是，这些波形不是MCU生成的，MCU只需要告诉LCD芯片可以点亮那些段，LCD芯片将自行生成。
2、RAM映射
??如下图所示，LCD芯片内部用于存储显示段RAM，写一个，对应的段落就会点亮。 ??假设上一节的波形分析图显示为SEG0，即第一个周期点亮[COM4，SEG0]，第二个周期点亮[COM2,SEG0]和[COM4,SEG0]SEG0写入0x8.第二个周期写0xA。其他的SEGn也是同理。
三、GN1621操作
??本文使用的是GN市场上的1621芯片LCD芯片操作方法基本相同。
1、接口
??GN1621分别需要4线通信CS、WR、RD和DATA。CS选片，拉低为使能，WR是写时钟，RD是读时钟，DATA是传输数据。这种芯片的特殊点是写作和读取操作需要不同的时钟。一般来说，为了节省引脚，可以节省读时钟。
2、指令格式
??如下图所示，命令模式和数据模式有两种模式。对GN1621的设置操作称为命令模式ID为二进制100，系统设置命令，系统频率选择命令，LCD设置命令、蜂鸣频率选择命令和操作命令。而且数据模式主要是正确的RAM读写操作包括READ、WRITE和READ-MODIFY-WRITE操作。 ??请注意，当模式切换时，前一刻发送命令，下一刻发送数据，或反过来，CS必须抬高一次。这表明，在实际使用中，不可能使用它CS它一直在下降，有时硬件是为了节省MCU引脚，直接把CS接GND，这行不通。 ??常用功能如下图所示，按功能分为四组。第一组，写数据到RAM中间，选择要点亮的段落。第二组，启动或关闭LCD。第三组，选择时钟源。第四组，配置Duty和Bias。 ??初始化LCD时间，如果选择LCD片内RC震荡器，Duty为4，Bias因此，发送的命令是：RC256、SYSEN、BIAS1/3、LCDON。 ??初始化后，使用WRITE，发送要点亮的段落。
3、时序分析
??如下图所示，。写操作，MCU在写时钟上升到来之前，输出数据IO上升，当上升到来时，LCD会采集IO数据。读操作，LCD在读时钟上升到来之前，将数据输出到IO上升，当上升到来时，MCU收集数据。 ??在实际使用中，我们主要使用以下两个时间序列：命令模式和连续地址写作模式。这两种模式在时间序列的MCU在写时钟的上升沿到来之前，准备好数据，等待上升沿到来，LCD读取DATA数据。 ??连续地址写作只需要给出一个起始地址，后续数据会自动写入后面的增加地址。RAM已经给出了映射图RAM0-31对应地址范围SEG0-SEG31.每个地址的0-3位对应COM0-COM3。 ??假设要点亮[SEG0，COM1]、[SEG1，COM0]、[SEG1，COM2]、[SEG2，COM3]然后用连续地址写命令，先写地址0x然后连续写数据00x2、0x5、0x8，LCD芯片会自动的把这三个数据写入地址0x0,0x1,0x2。