NHD-0216K1Z-NSB-FBW-L字符液晶显示模块技术解析

在电子设备的设计中，液晶显示模块是不可或缺的重要组成部分。今天我们就来深入了解一下Newhaven Display International推出的NHD - 0216K1Z - NSB - FBW - L字符液晶显示模块。

文件下载：NHD-0216K1Z-NSB-FBW-L.pdf

一、产品概述

NHD - 0216K1Z - NSB - FBW - L是一款具有特定特性的字符液晶显示模块。从其型号可以看出很多关键信息：

• “NHD - ”代表Newhaven Display品牌。
• “0216 - ”表明该模块为2行×16字符的显示规格。
• “K1Z - ”是其特定的型号。
• “N - ”表示为透射式。
• “SB - ”代表侧边蓝色LED背光。
• “F - ”是FSTN负性显示。
• “B - ”意味着最佳视角为6:00方向。
• “W - ”表示宽温度范围。
• “L - ”表示低功耗，电流为20mA，并且该产品符合RoHS标准。

二、功能与特性

显示规格

该模块具有2行×16字符的显示能力，能够满足一般的文本显示需求，比如显示简单的菜单、状态信息等。

内置控制器

内置ST7066U控制器，这为模块的稳定运行提供了保障。同时，它采用 +5.0V 电源供电，工作在1/16 duty、1/5 bias的模式下。

三、机械与引脚信息

机械绘图

机械绘图包含了模块的详细尺寸和结构信息，不过需要注意的是，这些信息属于Newhaven Display International的专有财产，未经许可不得复制、再现或披露。

引脚描述与接线图

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 via on - board resistor)
16	LED -	Power Supply	Backlight Cathode (Ground)

推荐使用2.54mm间距的引脚作为LCD连接器。

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	-	4.8	5.0	5.2	V
Supply Current	IDD	VDD = 5.0V	1.0	1.5	3.0	mA
Supply for LCD (contrast)	VLCD	TOP = 25°C	4.2	4.4	4.6	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	10	15	20	mA

光学特性

Item			Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
Optimal Viewing Angles	Top		ϕY+	CR ≥ 2	-	40	-	⁰
Bottom		ϕY -	-	60	-	⁰
Left		θX -	-	60	-	⁰
Right			θX+	-	60	-	⁰
Contrast Ratio			CR	-	2	5	-	-
Response Time		Rise	TR	TOP = 25°C	-	150	250	ms
	Fall	TF	-	200	300	ms

这些特性决定了模块在不同环境下的工作表现，工程师在设计时需要根据实际需求进行考虑。比如，在高温或低温环境下使用时，要确保模块的工作温度范围能够满足要求。

五、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。同时，文档中还给出了DDRAM地址的相关信息，这对于数据的存储和显示至关重要。

六、命令表

模块提供了一系列的命令，用于控制显示的各种操作，如清屏、光标移动、显示开关等。以下是部分命令的介绍：	Instruction	Instruction code										Description	270 KHZ Execution time (f OSC =
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

这些命令的执行时间和功能不同，工程师需要根据实际需求合理使用。比如，在需要快速清屏时，就可以使用“Clear Display”命令。

七、时序特性

写数据

从MPU向ST7066U写数据时，有一系列的时序要求，如使能周期时间（Tc）、使能脉冲宽度（TPW）等。	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

读数据

从ST7066U向MPU读数据时，也有相应的时序要求。在设计电路时，必须严格按照这些时序要求进行，否则可能会导致数据传输错误。

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。不过文档中给出的字体表部分信息不太完整，工程师可以根据实际情况进一步查阅相关资料。

九、初始化程序

8位初始化

文档中给出了8位初始化的示例程序，通过一系列的命令和延时操作，完成模块的初始化。例如：

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

void write(char i) { 
    P1 = i; //put data on output Port 
    R_W = 0; 
    D_I = 1; //D/I = HIGH : send data 
    E = 1; 
    Delay (1);
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    E = 0;
} 

void init() 
{
    E = 0; 
    Delay(100); //Wait >40 msec after power is applied 
    command (0x30); //command 0x30 = Wake up
    Delay(30);
    command (0x30); //command 0x30 = Wake up #2
    Delay (10);
    command (0x30); //command 0x30 = Wake up #3
    Delay (10);
    command (0x38); //Function set: 8 - bit/2 - line 
    command (0x10); 
    command (0x0c); 
    command (0x06); //Set cursor //Display ON; Cursor ON //Entry mode set
}

4位初始化

同样，也有4位初始化的示例程序，其原理和8位初始化类似，但在数据传输上有所不同。

十、质量与使用信息

质量测试

模块进行了多项质量测试，如高温存储、低温存储、高温操作、低温操作、高温高湿操作、热冲击抵抗、振动测试和静电测试等。这些测试确保了模块在不同环境下的可靠性。	Test Item	Content of Test	Test Condition	Note
High Temperature storage	Endurance test applying the high storage temperature for a long time.	+80⁰C , 48hrs	2
Low Temperature storage	Endurance test applying the low storage temperature for a long time.	-30⁰C , 48hrs	1,2

使用注意事项

使用LCDs/LCMs时，需要注意一些事项，具体可查看www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf。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，电子工程师需要综合考虑以上各个方面的信息，确保模块能够稳定、可靠地工作。大家在使用这款模块时，有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。