深入解析NHD - 0216K1Z - FL - YBW字符液晶显示模块

一、模块概述

NHD - 0216K1Z - FL - YBW是Newhaven Display International推出的一款字符液晶显示模块，具有2行16字符的显示能力，内置ST7066U控制器，采用+5.0V电源供电，符合RoHS标准。

文件下载：NHD-0216K1Z-FL-YBW.pdf

从其型号来看：

• “NHD - ”代表Newhaven Display；
• “0216 - ”表示2行16字符；
• “K1Z - ”为具体型号；
• “F - ”是半透反射类型；
• “L - ”代表黄/绿色LED背光源；
• “Y - ”表示STN - 黄/绿色；
• “B - ”为6:00最佳视角；
• “W - ”意味着宽温度范围。

二、引脚分配与功能

引脚分配

引脚编号	符号	外部连接	功能描述
1	VSS	电源	接地
2	VDD	电源	逻辑供电电压（+5.0V）
3	V0	调节电源	对比度供电电压（约1.3V）
4	RS	MPU	寄存器选择信号，RS = 0为命令，RS = 1为数据
5	R/W	MPU	读写选择信号，R/W = 1为读，R/W = 0为写
6	E	MPU	操作使能信号，下降沿触发
7 - 10	DB0 – DB3	MPU	四位低阶双向三态数据总线，4位操作时不使用
11 - 14	DB4 – DB7	MPU	四位高阶双向三态数据总线
15	LED+	电源	背光源阳极（通过板载电阻接+5.0V）
16	LED -	电源	背光源阴极（接地）

注意事项

• 驱动方式为1/16 Duty，1/5 Bias，5.0V VDD，3.7V VLCD。
• 显示模式为STN正性/黄 - 绿/半透反射6:00。
• 背光源为黄 - 绿色LED。
• 驱动IC为ST7066U，采用8/4位MPU接口。

三、电气与光学特性

电气特性

项目	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作温度范围	TOP	绝对最大	-20	-	+70	⁰C
存储温度范围	TST	绝对最大	-30	-	+80	⁰C
供电电压	VDD	-	4.5	5.0	5.5	V
供电电流	IDD	VDD = 5.0V	0.5	1.0	3.0	mA
LCD供电（对比度）	VLCD	TOP = 25°C	3.5	3.7	3.9	V
“H” 电平输入	VIH	-	0.7 * VDD	-	VDD	V
“L” 电平输入	VIL	-	VSS	-	0.6	V
“H” 电平输出	VOH	-	3.9	-	VDD	V
“L” 电平输出	VOL	-	VSS	-	0.4	V
背光源供电电压	VLED	-	4.9	5.0	5.1	V
背光源供电电流	ILED	VLED = 5.0 V	65	130	156	mA

光学特性

项目		符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
最佳视角	顶部	ϕY+	Cr ≥ 2	-	20	-	⁰
	底部	ϕY -	-	40	-	⁰
	左侧	θX -	-	30	-	⁰
	右侧	θX+	-	30	-	⁰
对比度		Cr	-	-	3	-	-
响应时间	上升	TR	-	-	150	200	ms
	下降	TF	-	-	150	200	ms

四、控制器信息

该模块内置ST7066U控制器，其详细规格可从http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf下载。DDRAM地址分为两行，第一行地址从00H - 0FH，第二行地址从40H - 4FH。

五、指令表

指令	指令代码（RS、R/W、DB7 - DB0）	描述	270 KHZ执行时间（fosc = ）
清屏	0 0 0 0 0 0 0 0 0 1	将“20H”写入DDRAM并将DDRAM地址从AC设置为“00H”	1.52ms
返回主页	0 0 0 0 0 0 0 0 1 -	将DDRAM地址从AC设置为“00H”，若光标移动则返回原始位置，DDRAM内容不变	1.52ms
输入模式设置	0 0 0 0 0 0 0 1 I/D SH	设置光标移动方向并指定显示移位，在数据读写时执行	37µs
显示开/关控制	0 0 0 0 0 0 1 D C B	D = 1：整个显示开启；C = 1：光标开启；B = 1：闪烁光标开启	37µs
光标或显示移位	0 0 0 0 0 1 S/C R/L - -	设置光标移动和显示移位控制位及方向，不改变DDRAM数据	37µs
功能设置	0 0 0 0 1 DL N F - -	DL：接口数据为8/4位；N：行数为2/1；F：字体大小为5x11/5x8	37µs
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	37µs
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	37µs
读取忙标志和地址	0 1 BF - - - - - - AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	通过读取BF可知是否处于内部操作，也可读取地址计数器内容	0s
写入数据到地址	1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0	将数据写入内部RAM（DDRAM/CGRAM）	37µs
从RAM读取数据	1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0	从内部RAM（DDRAM/CGRAM）读取数据	37µs

六、时序特性

从MPU写入数据到ST7066U

参数	描述	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
Tc	使能周期时间	引脚E	1200	-	-	ns
TPW	使能脉冲宽度	引脚E	140	-	-	ns
TR,TF	使能上升/下降时间	引脚E	-	0	25	ns
TAS	地址建立时间	引脚RS、RW、E	0	-	-	ns
TAH	地址保持时间	引脚RS、RW、E	10	0	-	ns
TDSW	数据建立时间	引脚DB0 - DB7	40	-	-	ns
TH	数据保持时间	引脚DB0 - DB7	10	-	-	ns

从ST7066U读取数据到MPU

参数	描述	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
Tc	使能周期时间	引脚E	1200	-	-	ns
TPW	使能脉冲宽度	引脚E	140	-	-	ns
TR,TF	使能上升/下降时间	引脚E	-	-	25	ns
TAS	地址建立时间	引脚RS、RW、E	0	-	-	ns
TAH	地址保持时间	引脚RS、RW、E	10	-	-	ns
TDDR	数据建立时间	引脚DB0 - DB7	-	-	100	ns
TH	数据保持时间	引脚DB0 - DB7	10	-	-	ns

七、初始化程序

8位初始化

void command(char i) 
{ 
    P1 = i;
    D_I = 0; 
    RW = 0; 
    Delay(1); 
    E = 1;
    Delay(1); 
    E = 0; 
} 

void write(char i) 
{
    E = 0;
    P1 = i;
    D_I = 1; 
    RW = 0; 
    E = 1; 
    Delay(1);
    E = 0; 
} 

void init() { 
    E = 0;
    Delay(100); 
    command(0x30);
    Delay(30); 
    command(0x30);
    Delay(10); 
    command(0x30);
    Delay(10); 
    command(0x38);
    command(0x10); 
    command(0x0c);
    command(0x06); 
}

4位初始化

void command(char i) 
{
    P1 = i;
    D_I = 0; 
    RW = 0; 
    Nybble(); 
    i = i < < 4; 
    P1 = i;
    Nybble(); 
} 

void write(char i) { 
    P1 = i;
    D_I = 1; 
    RW = 0; 
    Nybble(); 
    i = i < < 4; 
    P1 = i;
    Nybble(); 
} 

void Nybble() 
{
    E = 1; 
    Delay(1); 
    E = 0; 
}

void init() 
{
    P1 = 0; P3 = 0; 
    Delay(100);
    P1 = 0x30;
    Delay(30);
    Nybble();
    Delay(10);
    Nybble();
    Delay(10);
    Nybble();
    Delay(10);
    P1 = 0x20;
    Nybble(); 
    command(0x28);
    command(0x10); 
    command(0x0F);
    command(0x06); 
}

八、质量信息与注意事项

质量测试

测试项目	测试内容	测试条件	备注
高温存储	长时间施加高温存储温度的耐久性测试	+80⁰C ，48hrs	2
低温存储	长时间施加低温存储温度的耐久性测试	-30⁰C ，48hrs	1,2
高温操作	长时间施加电应力（电压和电流）和高温热应力的耐久性测试	+70⁰C 48hrs	2
低温操作	长时间施加电应力（电压和电流）和低温热应力的耐久性测试	-20⁰C ，48hrs	1,2
高温/湿度操作	长时间施加电应力（电压和电流）以及高温高湿应力的耐久性测试	+40⁰C ，90% RH ，48hrs	1,2
热冲击抗性	在高低温热应力循环期间施加电应力（电压和电流）的耐久性测试	0⁰C,30min -> 25⁰C,5min -> 50⁰C,30min = 1周期，10个周期
振动测试	施加振动以模拟运输和使用的耐久性测试	10 - 55Hz ，15mm振幅，每个X、Y、Z方向60秒，共15分钟	3
静电测试	施加静电放电的耐久性测试	VS = 800V, RS = 1.5kΩ, CS = 100pF，一次

注意事项

• 注意事项1：无冷凝现象。
• 注意事项2：在25⁰C，0%RH下存储4小时后进行测试。
• 注意事项3：测试在产品本身进行，而非在容器内。

其他注意事项

使用LCDs/LCMs的预防措施可在www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf查看，保修信息和条款条件可在http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms查看。

在实际设计中，工程师们需要根据这些特性和参数，合理使用该液晶显示模块，以确保系统的稳定性和可靠性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流。