深入剖析NHD - 0216AW - IB3字符OLED显示模块

在电子设计领域，显示模块是人机交互的重要组成部分。今天，我们将深入探讨 Newhaven Display 推出的 NHD - 0216AW - IB3 字符 OLED 显示模块，了解其特性、参数及使用方法。

文件下载：NHD-0216AW-IB3.pdf

模块概述

NHD - 0216AW - IB3 是一款具有 2 行 16 字符显示能力的 OLED 模块。从型号上看：

• “NHD - ”代表了制造商 Newhaven Display。
• “0216 - ”明确了显示规格为 2 行×16 字符。
• “AW - ”表明这是一个字符 OLED 模块。
• “I - ”代表特定的型号。
• “B - ”表示显示颜色为蓝色。
• “3 - ”意味着该模块的供电电压范围为 2.4V - 5.5V。

功能与特性

基础功能

• 显示能力：具备 2 行×16 字符的显示能力，能满足基本的信息展示需求。
• 内置控制器：内置了可与 LCD 媲美的 US2066 控制器，可通过访问 US2066 规格文档 获取详细信息。
• 接口类型：采用 I²C MPU 接口，方便与其他设备进行通信。

特性优势

• 多电压操作：支持 2.8V 或 5.0V 两种电压操作模式，增强了模块的适用性。
• 环保合规：符合 RoHS 标准，满足环保要求。
• 设计优势：拥有纤薄的设计，对面包板友好，便于在实验和开发过程中使用。
• 低功耗：工作时功耗较低，有助于延长设备的续航时间。
• 高对比度：具备超高的对比度，使显示内容更加清晰易读。

引脚说明

I²C 接口引脚

Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	GND	Power Supply	接地
2	VDD_SEL	Power Supply	逻辑操作供电电压选择，5V 操作时必须不连接，低电压操作时 VDD_SEL = 2.8V
3	VDDIO	Power Supply	逻辑 I/O 供电电压，5V 操作时 VDDIO = 5V，低电压操作时 VDDIO = 2.8V
4	SA0	MPU	从地址选择信号（LOW = 3C，HIGH = 3D）
5	SCL	MPU	串行时钟信号
6	SDA	MPU	串行数据线
7	/RES	MPU	低电平有效复位信号

5V I/O 调节器跳线选择

Jumper Name	2.8V Logic	5V Logic
SJ1	Open (default)	Short

电气与光学特性

电气特性

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
Operating Temperature Range	Top	Absolute Max	-40	-	+85	⁰C
Storage Temperature Range	Tst	Absolute Max	-40	-	+90	⁰C
Supply Voltage for Logic	VDD		2.4	2.8	VDDIO	V
Supply Voltage for I/O Pins	VDDIO	(2.8V I/O Application)	2.4	2.8	3.6	V
Supply Voltage for I/O Pins	VDDIO	(5V I/O Application)	4.4	5.0	5.5	V
Supply Current	IDD	-	-	10	40	mA
Sleep Mode Current	IDD SLEEP	-	-	0.05	1	mA
“H” Level input	Vih		0.8 * VDD	-	-	V
“L” Level input	Vil		-	-	0.2 * VDD	V
“H” Level output	Voh		0.9 * VDD	-	-	V
“L” Level output	Vol		-	-	0.1 * VDD	V

光学特性

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
Viewing Angle – Top	-	Cr ≥ 10,000:1	80	-	-	⁰
Viewing Angle – Bottom	-	80	-	-	⁰
Viewing Angle – Left	-	80	-	-	⁰
Viewing Angle – Right	-	80	-	-	⁰
Contrast Ratio	Cr	-	10,000:1	-	-	-
Response Time (rise)	Tr	-	-	10	-	us
Response Time (fall)	Tf	-	-	10	-	us
Brightness	-	50% checkerboard	60	80	-	cd/m²
Lifetime	-	Ta = 25°C, 50% checkerboard	25,000	-	-	Hrs

这里需要注意的是，典型温度下的寿命是基于加速高温操作测试得出的，测试时平均 50% 的像素处于开启状态，寿命以达到半亮度所需的小时数来衡量。使用显示关闭命令可以延长显示模块的使用寿命，同时要注意避免出现残影（烧屏）现象，应确保每个像素均匀发光。

命令集

该模块提供了三种命令集：

基本命令集

涵盖了清除显示、返回主页、设置输入模式、控制显示开关等基本操作。例如，清除显示命令会将 “20H” 写入 DDRAM 并将 DDRAM 地址设置为 “00H”；返回主页命令会将 DDRAM 地址设置为 “00H” 并将光标返回原始位置（如果已移动），但不改变 DDRAM 的内容。

扩展命令集

用于选择字符 ROM、启用或禁用内部 VDD 调节器等功能。例如，通过设置不同的参数可以选择不同的字符集和调节显示效果。

OLED 命令集

主要用于设置对比度、显示时钟分频比、相位长度等 OLED 相关的参数。例如，设置对比度控制命令可以在 256 个对比度级别中选择，值越大对比度越高。

初始化序列与示例代码

初始化序列

void init() 
{ 
    RES = 1; //reset HIGH – inactive 
    delayms(1); 
    command(0x2A); //function set (extended command set) 
    command(0x71); 
    data(0x00); // disable internal VDD regulator (2.8V I/O). data(0x5C) = enable regulator (5V I/O) 
    command(0x28); //function set (fundamental command set) 
    command(0x08); //display off, cursor off, blink off 
    command(0x2A); //function set (extended command set) 
    command(0x79); //OLED command set enabled 
    command(0xD5); //set display clock divide ratio/oscillator frequency 
    command(0x70); 
    command(0x78); //set display clock divide ratio/oscillator frequency //OLED command set disabled 
    command(0x08); 
    command(0x06); 
    command(0x72); 
    data(0x00); 
    command(0x2A); //extended function set (2-lines) //ROM CGRAM selection //function set (extended command set) //COM SEG direction //function selection B 
    command(0x79); //OLED command set enabled 
    command(0xDA); 
    command(0x00); //set SEG pins hardware configuration //set SEG pins hardware configuration 
    command(0xDC); 
    command(0x00); //function selection C //function selection C 
    command(0x81); //set contrast control 
    command(0x7F); 
    command(0xD9); //set phase length //set contrast control 
    command(0xF1); 
    command(0xDB); //set phase length //set VCOMH deselect level 
    command(0x40); //set VCOMH deselect level 
    command(0x78); //OLED command set disabled 
    command(0x28); //function set (fundamental command set) 
    command(0x01); //clear display 
    command(0x80); //set DDRAM address to 0x00 
    command(0x0C); 
    delayms(100); //display ON //delay
}

示例 Arduino 代码

可以访问 GitHub 仓库 获取示例代码，方便开发者快速上手。

质量测试与注意事项

质量测试

该模块经过了多项质量测试，包括高温存储、低温存储、高温操作、低温操作、高温高湿操作、热冲击抗性、振动测试和静电测试等。测试条件和注意事项如下：	Test Item	Content of Test	Test Condition	Note
High Temperature storage	Test the endurance of the display at high storage temperature.	+90⁰C, 240hrs	2
Low Temperature storage	Test the endurance of the display at low storage temperature.	-40⁰C, 240hrs	1,2
High Temperature Operation	Test the endurance of the display by applying electric stress (voltage & current) at high temperature.	+85⁰C, 240hrs	2
Low Temperature Operation	Test the endurance of the display by applying electric stress (voltage & current) at low temperature.	-40⁰C, 240hrs	1,2
High Temperature / Humidity Operation	Test the endurance of the display by applying electric stress (voltage & current) at high temperature with high humidity.	+60⁰C, 90% RH, 240hrs	1,2
Thermal Shock resistance	Test the endurance of the display by applying electric stress (voltage & current) during a cycle of low and high temperatures.	-40⁰C, 30min -> 25⁰C, 5min -> 85⁰C, 30min = 1 cycle 100 cycles
Vibration test	Test the endurance of the display by applying vibration to simulate transportation and use.	10 - 22Hz, 15mm amplitude. 22 - 500Hz, 1.5G 30min in each of 3 directions X,Y,Z	3
Static electricity test	Test the endurance of the display by applying electric static discharge.	VS = 800V, RS = 1.5kΩ, CS = 100pF One time

注意事项

• 在使用过程中，要注意避免出现冷凝现象。
• 测试后需在 25⁰C、0%RH 的环境下存储 2 小时后再进行相关操作。
• 振动测试是针对产品本身进行的，而非在容器内。
• 评估标准包括显示功能正常、无明显缺陷、亮度大于初始值的 50% 以及电流消耗在初始值的 50% 以内。

此外，使用 OLEDs/LCDs/LCMs 时的注意事项可参考 相关文档，保修信息和条款可访问 官方网站 了解。

综上所述，NHD - 0216AW - IB3 字符 OLED 显示模块具有丰富的功能和良好的性能，适用于多种电子设备的显示需求。电子工程师在设计过程中，可以根据实际需求合理使用该模块，并严格遵循相关的使用和测试要求，以确保设备的稳定性和可靠性。你在使用类似显示模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。