FocusLCDs C81C-BW-LW65字符LCD模块技术解析

在电子设备的显示领域，字符LCD模块是一种常见且实用的显示解决方案。今天我们要详细解析的是FocusLCDs公司的C81C-BW-LW65字符LCD模块，它具有诸多特性，适用于多种应用场景。

文件下载：C81C-BW-LW65.pdf

一、模块概述

C81C-BW-LW65是一款8x1字符LCD模块，采用STN（超扭曲向列）蓝色负性显示技术。其尺寸为69.0mm宽 x 27.0mm高，拥有4/8位并行接口，配备白色LED背光源，属于透射型显示，具备宽温度工作范围，输入电压为+5V，控制器采用ST7066，并且符合RoHS标准。

二、模块特性与规格

2.1 字符显示特性

• 字符格式：5x8点阵，带有光标。
• 显示格式：一行显示8个字符。
• 接口类型：4/8位MPU接口。
• 控制器：ST7066（或等效）。
• 环保标准：符合RoHS标准。

2.2 一般信息

信息项	规格
LCD类型	STN
观看方向	6点钟方向
后偏振片	透射型
背光源类型	LED边缘，外部供电
背光源颜色	白色
温度范围	宽温度范围
DC - DC电路	未内置
触摸屏	无
字体类型	英日字体
接口	并行，4/8位

2.3 机械信息

项目	规格
模块尺寸	69.0mm长 x 27.0mm宽 x 13.0mm高
可视区域	45.0mm长 x 13.5mm宽
字符尺寸	4.2mm长 x 7.71mm宽
字符间距	5.20mm

三、电气特性

3.1 绝对最大额定值

在Ta = 25°C，VSS = 0V的条件下：	特性	符号	最小值	最大值	单位
电源电压	VDD - Vss	0	7.0	V
输入电压	VIN	VSS	VDD	V
工作温度	TOP	-20	+70	°C
存储温度	TST	-30	+80	°C

需要注意的是，如果超过上述参数的绝对最大额定值，即使是瞬间超过，产品质量也可能会下降，甚至可能导致产品物理损坏，所以一定要在绝对最大额定值范围内使用产品。

3.2 DC电气特性

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	备注
LCD供电电压	VDD - V0	4.2	4.5	4.6	V	Ta = 25°C
输入电压	VDD	4.8	5.0	5.2	V
供电电流	IDD	0.5	1.5	2.5	mA	Ta = 25°C，VDD = 5V
输入泄漏电流	ILKG	-	-	1.0	μA
“H”电平输入电压	VIH	2.2	-	VDD	V
“L”电平输入电压	VIL	0	-	0.6	V	初始值的两倍或更小
“H”电平输出电压	VOH	2.4	-	-	V	LOH = -0.25
“L”电平输出电压	VOL	-	-	0.4	V	LOH = 1.6mA
背光源供电电压	VF	-	5.0	-	V
背光源供电电流	ILED	20	30	40	mA

四、时序特性

4.1 写周期

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	测试引脚
使能周期时间	tc	1000	-	-	ns	E
使能脉冲宽度	tw	450	-	-	ns
使能上升/下降时间	tr, tf	-	-	25	ns
RS, R/W建立时间	tsu1	60	-	-	ns	RS, R/W
RS, R/W地址保持时间	th1	20	-	-	ns
读数据输出延迟	tsu2	195	-	-	ns	DB0 - DB7
读数据保持时间	th2	10	-	-	ns

4.2 读周期（Ta = 25°C，VDD = 5.0V）

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	测试引脚
使能周期时间	tc	1000	-	-	ns	E
使能脉冲宽度	tw	450	-	-	ns
使能上升/下降时间	tr, tf	-	-	25	ns
RS, R/W建立时间	tsu	60	-	-	ns	RS, R/W
RS, R/W地址保持时间	th	20	-	-	ns
读数据输出延迟	td	-	-	360	ns	DB0 - DB7
读数据保持时间	tdh	5	-	-	ns

五、指令系统

为了克服ST7066（或等效）内部时钟与MPU时钟之间的速度差异，ST7066通过将控制信息存储到IR或DR来执行内部操作。指令大致可分为四类：

1. ST7066功能设置指令：用于设置显示方法、数据长度等。
2. 内部RAM地址设置指令。
3. 与内部RAM的数据传输指令。
4. 其他指令。

内部RAM的地址会自动增加或减少1。在内部操作期间，忙标志（DB7）会被读为“高”，在执行下一条指令之前必须先检查忙标志。

5.1 指令表

指令	指令代码（RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0）	描述	执行时间（fosc = 270kHz）
清屏	0 0 0 0 0 0 0 1	将“20H”写入DDRAM并将DDRAM地址设置为“00H”	1.53ms
返回主页	0 0 0 0 0 0 0 -	将DDRAM地址设置为“00H”，如果光标移动则返回原位置，DDRAM内容不变	1.53ms
输入模式设置	0 0 0 0 0 0 1 I/D SH	指定光标移动方向和显示闪烁	39μs
显示开/关	0 0 0 0 0 1 D B	设置显示（D）、光标（C）和光标闪烁（B）的开/关控制位	-
光标或显示移位	0 0 0 0 1 S/C R/L	设置光标移动、移位控制位和方向，不改变DDRAM数据	39μs
功能设置	0 0 0 0 DL N F -	设置接口数据长度（DL：8/4位）、显示行数（N：2/1行）和字体类型（F：5x11/5x8）	39μs
设置CGRAM地址	0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	在地址计数器中设置CGRAM地址	39μs
设置DDRAM地址	0 0 1 AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	在地址计数器中设置DDRAM地址	39μs
读取忙标志和地址	0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	读取忙标志和地址，可在内部操作期间通过读取BF进行	0μs
向地址写入数据	1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0	将二进制8位数据写入内部RAM（DDRAM/CGRAM）	43μs
从RAM读取数据	1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0	从内部RAM（DDRAM/CGRAM）读取二进制8位数据	43μs

5.2 部分指令详细解析

• 清屏：将“20H”（空格代码）写入所有DDRAM地址，清除所有显示数据，并将DDRAM地址设置为“00H”，使光标返回原始状态，即显示第一行的左边缘，同时使输入模式递增（I/D = “High”）。
• 返回主页：将DDRAM地址设置为“00H”，使光标返回原始位置，如果显示有移位则恢复到原始状态，DDRAM内容不变。
• 输入模式设置：设置光标和显示的移动方向。I/D控制DDRAM地址的递增/递减（光标或闪烁），SH控制整个显示的移位。
• 显示开/关控制：通过控制D、C、B位来控制显示、光标和光标闪烁的开/关。
• 光标或显示移位：可在不读写显示数据的情况下移动光标或显示，用于校正或搜索显示数据。
• 功能设置：通过DL、N、F位设置接口数据长度、显示行数和字体类型。
• 设置CGRAM地址：将CGRAM地址设置到地址计数器，使MPU可以访问CGRAM数据。
• 设置DDRAM地址：将DDRAM地址设置到地址计数器，使MPU可以访问DDRAM数据，不同显示模式下DDRAM地址范围不同。
• 读取忙标志和地址：显示ST7066是否处于内部操作状态，若BF为“High”，则需等待BF变为“Low”才能执行下一条指令，同时可读取地址计数器的值。
• 向RAM写入数据：将二进制8位数据写入DDRAM/CGRAM，通过之前的地址设置指令选择RAM，并根据输入模式自动增加/减少地址。
• 从RAM读取数据：从DDRAM/CGRAM读取二进制8位数据，需先执行地址设置指令，否则第一次读取的数据可能无效，读取操作后地址计数器会根据输入模式自动增加/减少。

六、使用注意事项

6.1 一般注意事项

• 机械方面：LCD面板由玻璃制成，要避免对显示区域表面施加过度的机械冲击或强压力；显示表面的偏振片容易被刮伤和损坏，处理时要格外小心。
• 清洁方面：用浸泡有异丙醇、乙醇或三氯三氟乙烷的棉花或其他软材料轻轻擦拭显示表面以清除灰尘或污垢，不要使用水、酮类或芳烃，也不要用力擦洗。
• 结构方面：不要以任何方式篡改金属框架上的标签；未经咨询不要对PCB进行任何修改；安装LCM时，确保PCB不受弯曲或扭曲等应力，弹性体触点非常脆弱，任何元件的轻微错位都可能导致像素缺失；避免按压金属边框，否则弹性体连接器可能会变形并失去接触，导致像素缺失和显示出现彩虹现象。
• 安全方面：小心不要触摸或吞咽可能从损坏的液晶盒中泄漏的液晶，如果液晶沾到皮肤或衣服上，立即用肥皂和水清洗。

6.2 静电防护注意事项

• 由于模块电路使用CMOS - LSI，操作人员接触模块时应接地。
• 不要用人体的任何部位触摸导电部件，如LSI焊盘、PCB上的铜引线和接口端子。
• 不要用裸手触摸显示器的连接端子，以免导致端子断开或绝缘不良。
• 模块应存放在防静电袋或其他抗静电容器中。
• 只能使用正确接地的烙铁。
• 如果使用电动螺丝刀，应接地并屏蔽以防止产生火花。
• 工作服和工作台应采取正常的静电防护措施。
• 由于干燥空气容易产生静电，建议相对湿度保持在50 - 60%。

6.3 焊接注意事项

• 只能在I/O端子上进行焊接。
• 使用接地良好且无漏电的烙铁。
• 焊接温度为280°C ± 10°C。
• 焊接时间为3 - 4秒。
• 使用含树脂助焊剂的共晶焊料。
• 如果使用助焊剂，应保护LCD表面，避免助焊剂飞溅。
• 应清除助焊剂残留物。

6.4 操作注意事项

• 可以通过改变LCD驱动电压Vo来调整视角。
• 由于施加直流电压会引起电化学反应，从而损坏显示效果，因此施加的脉冲波形应为对称波形，确保没有直流分量，并且一定要使用指定的工作电压。
• 驱动电压应保持在指定范围内，过高的电压会缩短显示寿命。
• 响应时间会随着温度的降低而增加。
• 在超出工作温度范围的温度下，显示颜色可能会受到影响。
• 使用和存储时应将温度保持在指定范围内，过高的温度和湿度可能会导致偏振退化、偏振片脱落或产生气泡。
• 如果需要在40°C以上长期存储，相对湿度应保持在60%以下，并避免其他不良环境因素。

总之，C81C-BW-LW65字符LCD模块在设计和使用过程中需要我们充分了解其各项特性和注意事项，这样才能确保其稳定、可靠地工作。大家在实际应用中是否遇到过类似模块的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。