段式 LCD（Segment LCD，Segmented Liquid Crystal Display）是一种常用于低功耗、简单图形显示场景（如电子表、温湿度计、仪表盘等）的液晶显示技术。它通过控制液晶分子的偏振状态来显示固定的“段”（Segment），从而组成数字、字母或图形。
一、段式LCD原理
段式LCD 必须由交流信号驱动，如果使用直流信号会损坏 LCD。LCD 段在两个电极之间的晶体上施加电荷——COMx 线和 SEGx 段线。这两个电极施加的电位差就是 LCD 段看到的波形。LCD 段上显示的 RMS 电压决定了它是打开还是关闭，一般来说 液晶的显形电压为驱动 IC 的 VLCD 端电压，故调节 VLCD 端的驱动电压，可以调整液晶显示的深浅程度。段式 LCD 常见驱动方式为多路复用（Multiplex），其为了节省引脚，一个段电极（SEG）要被多个 COM（公共电极）“共用”。于是每个液晶段的电压并不是单纯的高低电平，而是 COM 与 SEG 之间的“差分电压”：
驱动芯片就要“租用”（合理分配）这几个电平来确保：
- 当前被选中的段得到较大的有效电压（点亮）；
- 未被选中的段得到较小的有效电压（熄灭）。
更多内容可以参考 T1 的这个手册，讲的很详细。链接在此
二、段式LCD驱动方式
段式 LCD 可以通过单片机直接驱动，但是这种方式存在会占用 MCU 的 IO，故一般较为复杂的 LCD 多采用驱动 IC 的方式，通过 SPI、I²C、并行、GPIO bit-bang 等，常见的段式 LCD 驱动 IC 如下（STM32 混入）：
| 型号 | 接口 | COM×SEG | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| HT1621 | SPI | 4×32 | 低功耗、常见于电子表、仪表 |
| HT1622 | SPI | 4×32 | 带 RAM 缓冲区 |
| HT16C21 | I²C | 4×40 | 自动扫描、内置偏置电压 |
| PCF8566 | I²C | 4×40 | NXP 出品，稳定可靠 |
| PCF8576C | I²C/并行 | 4×40 | 多种模式、支持扩展 |
| STM32L 系列 MCU | 内置驱动 | 最多 8×40 | 无需外部 IC，超低功耗 |
| AIP1628 / TM1629 / PT6523 | SPI/并行 | 6×13~6×16 | 常见于家电、遥控器显示 |
三、驱动示例
本文以 GN1623 IC 为例，描述如何看懂 LCD COM和 SEG 连接图，以及驱动 IC。GN1623 具有 8 个 COM IO，48 个 SEG IO，故其最多可以驱动 8x48 段，内置了串行接口、蜂鸣器、看门狗/时基定时器等功能。
GN1623 可以通过CS、WR、RD、DATA 四 根信号线控制，支持单独/连续，读/写功能。一般来说MCU 可以通用 CS、WR、DATA 三根信号线控制。以下是写模式的时序：
通过时序图可知其命令主要由Command code、Address、Data 三种要素组成，这个时序图很简单，这里不再赘述。
驱动 IC 如何控制这些段的关闭与显示呢？其实驱动 IC 内部有存在一个 RAM 区域，一一映射对应的 COM 和 SEG 段，MCU 根据是否需要显示段，操作对应的地址写入 1/0 即可让 LCD 显示/关闭液晶。以下是 GN1623 的 RAM 对应关系图，可以看到 Address 由 7bit 组成对应 7 个 SEG，Data 由 4bit 组成对应 8 个 COM
如何将 RAM 中的数据映射到实际电路上呢？一般来说，打样 LCD 的时候，LCD 厂商都会提供一个原理图，这里面就包含由每段连的 COM 和 SEG 信息，通过原理图就可以将不同的图形显示的字节计算出来。这个链接可以用来参考。