探索NHD - 0116AZ - FL - YBW字符液晶显示模块

一、模块概述

NHD - 0116AZ - FL - YBW是Newhaven Display International推出的一款字符液晶显示模块。从其型号就能看出不少关键信息：“NHD - ”代表Newhaven Display；“0116 - ”表明它是1行16字符的显示规格；“AZ - ”为特定型号；“F - ”意味着采用了透反式技术；“L - ”表示配备了黄/绿色LED背光源；“Y - ”说明是STN正性、黄/绿色显示；“B - ”代表6:00最佳视角；“W - ”表示具备宽温度特性，并且该模块符合RoHS标准。

文件下载：NHD-0116AZ-FL-YBW.pdf

二、功能与特性

显示规格

它拥有1行16字符的显示能力，能满足一些简单信息的显示需求，比如在小型设备上显示状态信息、参数等。

内置控制器

内置ST7066U控制器，为模块的稳定运行和数据处理提供了有力支持。

电源与电气特性

• 电源供应：采用 +5.0V 电源，1/16 占空比，1/5 偏置，确保模块正常工作。
• 电气参数：工作温度范围为 -20°C 到 +70°C，存储温度范围为 -30°C 到 +80°C，能适应较宽的环境温度变化。同时，对各项电压、电流参数都有明确的规定，如供电电压 VDD 在 4.7V 到 5.5V 之间，典型值为 5.0V。

三、引脚说明与接线图

Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	VSS	Power Supply	Ground
2	VDD	Power Supply	Supply Voltage for Logic (+5.0V)
3	V0	Adj. Power Supply	Supply Voltage for Contrast (approx. 0.5V)
4	RS	MPU	Register Select signal. RS = 0: Command, RS = 1: Data
5	R/W	MPU	Read/Write select signal, R/W = 1: Read R/W: = 0: Write
6	E	MPU	Operation Enable signal. Falling edge triggered.
7 - 10	DB0 – DB3	MPU	Four low order bi - directional three - state data bus lines. These four are not used during 4 - bit operation.
11 - 14	DB4 – DB7	MPU	Four high order bi - directional three - state data bus lines.
15	LED+	Power Supply	Backlight Anode (+5.0V)
16	LED -	Power Supply	Backlight Cathode (Ground)

在实际设计中，工程师需要根据这些引脚功能进行正确的接线，以确保模块能正常工作。例如，RS 引脚用于区分是发送命令还是数据，R/W 引脚用于控制读写操作，这些引脚的正确连接对于模块的功能实现至关重要。

四、电气与光学特性

电气特性

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
Operating Temperature Range	TOP	Absolute Max	-20	-	+70	⁰C
Storage Temperature Range	TST	Absolute Max	-30	-	+80	⁰C
Supply Voltage	VDD	-	4.7	5.0	5.5	V
Supply Current	IDD	VDD = 5.0V	0.5	1.5	2.5	mA
Supply for LCD (contrast)	VLCD	TOP = 25°C	4.2	4.5	4.7	V
“H” Level input	VIH	-	0.7 * VDD	-	VDD	V
“L” Level input	VIL	-	VSS	-	0.6	V
“H” Level output	VOH	-	3.9	-	VDD	V
“L” Level output	VOL	-	VSS	-	0.4	V
Backlight Supply Voltage	VLED	-	4.8	5.0	5.2	V
Backlight Supply Current	ILED	VLED = 5.0V	95	110	135	mA

这些电气特性参数为工程师在设计电源电路、选择合适的电源芯片等方面提供了重要依据。例如，在设计电源时，要确保提供的电压和电流在模块的要求范围内，以保证模块的稳定性和可靠性。

光学特性

Item			Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
Optimal Viewing Angles	Top		ϕY+	CR ≥ 2	-	40	-	°
Bottom		ϕY -	-	60	-	°
Left		θX -	-	60	-	°
Right			θX+	-	60	-	°
Contrast Ratio			CR	-	2	5	-	-
Response Time		Rise	TR	TOP = 25°C	-	150	250	ms
Fall	TF	-	200	300	ms

了解这些光学特性有助于工程师在实际应用中选择合适的安装位置和角度，以获得最佳的显示效果。比如，根据最佳视角范围来确定模块的安装方向，避免因视角问题导致显示内容模糊或看不清。

五、控制器信息与DDRAM地址

控制器

内置的ST7066U控制器是模块的核心部件之一，其详细规格可从 http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf 下载。这为工程师深入了解控制器的工作原理和功能提供了便利。

DDRAM地址

DDRAM地址的分配有其特定规律，如 00 01 02 03 04 05 06 07 40 41 42 43 44 45 46 47 。工程师在编写程序时，需要根据这些地址来准确地写入和读取数据，以实现所需的显示功能。

六、指令表

Instruction	Instruction code											Description	270 KHZ Execution time (fOSC =
RS										R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
Clear Display	0	0	0	0	0	0	0		0	0	1	Write “20H” to DDRAM and set DDRAM address to “00H” from AC	1.52ms
Return Home	0	0	0	0	0	0	0		0	1	-	Set DDRAM Address to “00H” from AC and return cursor to its original position if shifted. The contents of DDRAM are not changed.	1.52ms
Entry mode Set	0	0	0	0	0	0	0		1	I/D	SH	Sets cursor move direction and specifies display shift. These parameters are performed during data write and read.	37µs
Display ON/ OFF control	0	0	0	0	0	0	1		D	C	B	D = 1: Entire display on C = 1: Cursor on B = 1: Blinking cursor on	37µs
Cursor or Display shift	0	0	0	0	0	1		S/C	R/L	-	-	Sets cursor moving and display shift control bit, and the direction without changing DDRAM data.	37µs
Function set	0	0	0	0	1	DL	N		F	-	-	DL: Interface data is 8/4 bits N: Number of lines is 2/1 F: Font size is 5x11/5x8	37µs
Set CGRAM Address	0	0	0	1							AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	Set CGRAM address in address counter	37µs
Set DDRAM Address	0	0	1								AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	Set DDRAM address in address counter.	37µs
Read busy Flag and Address	0	1	BF								AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	Whether during internal operation or not can be known by reading BF. The contents of address counter can also be read.	0s
Write data To Address	1	0	D7	D6	D5	D4		D3	D2	D1	D0	Write data into internal RAM (DDRAM/CGRAM).	37µs
Read data From RAM	1	1	D7	D6	D5	D4		D3	D2	D1	D0	Read data from internal RAM (DDRAM/CGRAM).	37µs

指令表详细列出了各种操作指令及其对应的代码和执行时间，工程师可以根据实际需求选择合适的指令来实现模块的不同功能。例如，要清空显示内容，就可以使用“Clear Display”指令。

七、时序特性

写操作

Tc	Enable Cycle Time	Pin E	1200			ns
TPW	Enable Pulse Width	Pin E	140			ns
TR,TF	Enable Rise/Fall Time	Pin E			25	ns
TAS	Address Setup Time	Pins: RS,RW,E	0	0		ns
TAH	Address Hold Time	Pins: RS,RW,E	10	-		ns
TDSW	Data Setup Time	Pins: DB0 - DB7	40	-		ns
TH	Data Hold Time	Pins: DB0 - DB7	10			ns

读操作

Tc	Enable Cycle Time	Pin E	1200		-	ns
TPW	Enable Pulse Width	Pin E	140			ns
TR,TF	Enable Rise/Fall Time	Pin E		-	25	ns
TAS	Address Setup Time	Pins: RS,RW,E	0	0		ns
TAH	Address Hold Time	Pins: RS,RW,E	10			ns
TDDR	Data Setup Time	Pins: DB0 - DB7	-		100	ns
TH	Data Hold Time	Pins: DB0 - DB7	10			ns

这些时序特性对于确保数据的正确读写至关重要。在设计与模块通信的电路和编写程序时，工程师必须严格按照这些时序要求来操作，否则可能会导致数据传输错误或模块工作异常。

八、内置字体表

模块内置了字体表，这为显示字符提供了基础。工程师可以根据字体表中的编码来选择要显示的字符，从而实现不同内容的显示。不过，文档中给出的字体表信息不太完整，在实际使用中可能需要进一步查阅相关资料或进行测试。

九、初始化程序示例

8位初始化

文档中给出了8位初始化的示例代码，主要包括命令发送、数据写入和初始化函数。通过一系列的命令和延时操作，确保模块在加电后能正确初始化并开始工作。例如，通过发送 0x30 命令进行唤醒操作，然后设置功能、显示和光标等参数。

4位初始化

4位初始化与8位初始化类似，但在数据传输上采用了分两次传输4位数据的方式。同样需要进行唤醒、功能设置等操作，以完成模块的初始化。

十、质量信息与注意事项

质量测试

模块经过了多项质量测试，如高温存储、低温存储、高温运行、低温运行、高温高湿运行、热冲击抵抗、振动测试和静电测试等。测试条件和时间都有明确规定，这些测试确保了模块在不同环境和条件下的可靠性。

注意事项

在使用LCDs/LCMs时，需要注意一些事项，具体可参考 www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf 。同时，关于保修信息和条款可查看 http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms 。

NHD - 0116AZ - FL - YBW字符液晶显示模块具有丰富的功能和特性，工程师在设计应用时，需要充分了解其各项参数和要求，合理进行电路设计和程序编写，以确保模块能稳定、可靠地工作。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎一起交流探讨。