NHD - 0216K1Z - FSR - GBW - L液晶显示模块深度解析

在电子设备设计中，液晶显示模块是人机交互的重要组件。今天我们来详细探讨Newhaven Display International公司的NHD - 0216K1Z - FSR - GBW - L字符液晶显示模块，为大家提供全面的技术参考。

文件下载：NHD-0216K1Z-FSR-GBW-L.pdf

一、产品概述

该模块型号为NHD - 0216K1Z - FSR - GBW - L，从型号命名上我们能获取不少信息：

• “NHD - ”代表Newhaven Display。
• “0216 - ”表示具备2行16字符的显示能力。
• “K1Z - ”为具体的型号标识。
• “F - ”说明是半透反射类型。
• “SR - ”代表侧面红色LED背光。
• “G - ”是STN正性、灰色显示。
• “B - ”表示6:00最佳视角。
• “W - ”意味着宽温度范围。
• “L - ”表示低功耗，电流为20mA，且符合RoHS标准。

二、功能与特性

1. 显示规格：拥有2行16字符的显示区域，能满足基本的信息展示需求。
2. 内置控制器：采用ST7066U控制器，可下载其规格书：http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf 。
3. 电源要求：采用 +5.0V电源供电，1/16 duty、1/5 bias，并且符合RoHS标准。

三、引脚说明与接线图

Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	VSS	Power Supply	接地
2	VDD	Power Supply	逻辑供电电压（+5.0V）
3	V0	Adj Power Supply	对比度供电电压（约0.6V）
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	低4位双向三态数据总线，4位操作时不使用
11 - 14	DB4 – DB7	MPU	高4位双向三态数据总线
15	LED+	Power Supply	背光阳极（通过板载电阻接 +5.0V）
16	LED -	Power Supply	背光阴极（接地）

推荐的LCD连接器为2.54mm间距引脚。

四、电气特性

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
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
电源电压	VDD	-	4.8	5.0	5.2	V
电源电流	IDD	VDD = 5.0V	0.5	1.5	2.5	mA
液晶对比度供电	VDD - V0	TOP = 25°C	4.2	4.4	4.6	V
“H” 电平输入	VIH	-	2.2	-	VDD	V
“L” 电平输入	VIL	-	VSS	-	0.6	V
“H” 电平输出	VOH	-	2.4	-	VDD	V
“L” 电平输出	VOL	-	VSS	-	0.4	V
背光电源电压	VLED	-	4.7	5.0	5.3	V
背光电源电流	ILED	VLED = 5.0 V	5	15	20	mA

五、光学特性

Item			Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
最佳视角	顶部		ϕY+	CR ≥ 2	40	-	-	°
	底部		ϕY -	-	60	-	-	°
	左侧		θX -	-	60	-	-	°
	右侧		θX+	-	60	-	-	°
对比度			CR	-	2	5	-	-
响应时间	上升		TR	TOP = 25°C	-	150	250	ms
	下降		TF	-	200	300	ms

六、控制器信息

内置ST7066U控制器，大家可从指定链接下载其详细规格书，以便深入了解其功能和操作方法。

七、DDRAM地址

DDRAM地址分为两行，第一行地址从00H - 0FH，第二行地址从40H - 4FH，这对于数据的存储和显示定位非常重要。

八、指令表

该模块有多种指令，如清屏、归位、设置显示模式等，不同指令有不同的执行时间和功能描述，例如：

• 清屏指令（0 0 0 0 0 0 0 0 0 1）：将 “20H” 写入DDRAM并将DDRAM地址设为 “00H”，执行时间为1.52ms。
• 归位指令（0 0 0 0 0 0 0 0 1）：将DDRAM地址设为 “00H”，光标归位，DDRAM内容不变，执行时间为1.52ms。

九、时序特性

1. 从MPU向ST7066U写数据

参数	描述	引脚	Min.	Typ.	Max.	单位
Tc	使能周期时间	Pin E	1200			ns
TPW	使能脉冲宽度	Pin E	140			ns
TR,TF	使能上升/下降时间	Pin E			25	ns
TAS	地址建立时间	Pins: RS,RW,E	0	0		ns
TAH	地址保持时间	Pins: RS,RW,E	10	-		ns
TDSW	数据建立时间	Pins: DB0 - DB7	40	-		ns
TH	数据保持时间	Pins: DB0 - DB7	10			ns

2. 从ST7066U向MPU读数据

参数	描述	引脚	Min.	Typ.	Max.	单位
Tc	使能周期时间	Pin E	1200		-	ns
TPW	使能脉冲宽度	Pin E	140			ns
TR,TF	使能上升/下降时间	Pin E		-	25	ns
TAS	地址建立时间	Pins: RS,RW,E	0	0		ns
TAH	地址保持时间	Pins: RS,RW,E	10			ns
TDDR	数据建立时间	Pins: DB0 - DB7	-		100	ns
TH	数据保持时间	Pins: DB0 - DB7	10			ns

十、内置字体表

内置字体表涵盖了从0000 - 1111的不同编码对应的字符，方便进行字符显示的编程。

十一、初始化程序示例

1. 8位初始化

/**********************************************************/ 
void command(char i) { 
    P1 = i; //put data on output Port 
    D_I = 0; //D/I=LOW : send instruction 
    RW = 0; //R/W=LOW:Write
    E = 1;
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    E = 0; //Clock enable: falling edge 
}

void write(char i) {
    P1 = i; //put data on output Port 
    D_I = 1; //D/I=HIGH : send data 
    RW = 0; //R/W=LOW : Write
    E = 1; 
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    E = 0; //Clock enable: falling edge 
}

void init() {
    E = 0; 
    Delay(100); //Wait >40 msec after power is applied 
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up 
    Delay(30); //must wait 5ms, busy flag not available 
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up #2 
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up #3 
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    command(0x38); //Function set: 8-bit/2-line 
    command(0x0c); //Display ON; Cursor ON 
    command(0x06); //Entry mode set 
}

2. 4位初始化

/**********************************************************/ 
void command(char i) {
    P1 = i; //put data on output Port 
    D_I = 0; //D/I=LOW : send instruction 
    RW = 0; //R/W=LOW: Write
    Nybble(); //Send upper 4 bits 
    i = i < < 4; //Shift over by 4 bits 
    P1 = i; //put data on output Port 
    Nybble(); //Send upper 4 bits 
}

void write(char i) {
    P1 = i; //put data on output Port 
    D_I = 1; //D/I=HIGH : send data 
    RW = 0; //R/W=LOW: Write
    Nybble(); //Clock upper 4 bits 
    i = i < < 4; //Shift over by 4 bits 
    P1 = i; //put data on output Port 
    Nybble(); //Clock upper 4 bits 
}

void Nybble() {
    E = 1;
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    E = 0; //Clock enable: falling edge 
}

void init() {
    P1 = 0; 
    P3 = 0; 
    Delay(100); //Wait >40 msec after power is applied 
    P1 = 0x30; //put 0x30 on the output port 
    Delay(30); //must wait 5ms, busy flag not available 
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up 
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up #2 
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up #3 
    Delay(10); 
    P1 = 0x20; //put 0x20 on the output port 
    Nybble(); //Function set: 4-bit interface 
    command(0x28); //Function set: 4-bit/2-line 
    command(0x0F); //Display ON; Blinking cursor 
    command(0x06); //Entry Mode set 
}

十二、质量信息

该模块经过了多种测试，包括高温存储、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，不同测试有不同的条件和注意事项。例如高温存储测试在 +80⁰C 下进行48小时，低温存储测试在 -30⁰C 下进行48小时等。

十三、使用注意事项

使用LCD/LCM时，可查看 www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf 获取详细注意事项。同时，关于保修信息和条款可访问 http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms 。

在实际设计中，大家可以根据这些详细信息进行合理的电路设计和程序编写，以充分发挥该液晶显示模块的性能。你在使用类似模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。