深入解析NHD - 0216K3Z - FL - GBW - V3串口液晶显示模块

在电子设计领域，液晶显示模块是人机交互的重要组成部分。今天，我们就来详细探讨一下Newhaven Display International推出的NHD - 0216K3Z - FL - GBW - V3串口液晶显示模块。

文件下载：NHD-0216K3Z-FL-GBW-V3.pdf

一、模块概述

NHD - 0216K3Z - FL - GBW - V3是一款具备2行16字符显示能力的串口液晶显示模块。从型号上我们可以获取很多信息：

• “NHD - ”代表Newhaven Display。
• “0216 - ”表示2行16字符的显示规格。
• “K3Z - ”是具体的型号。
• “F - ”代表半透反射型。
• “L - ”表示采用黄/绿色LED背光。
• “G - ”为STN正性、灰色显示。
• “B - ”是6:00最佳视角。
• “W - ”具备宽温度特性。
• “V3 - ”是固件版本3.00。

同时，该模块符合RoHS标准，环保且安全。

二、功能与特性

显示能力

它能够清晰地显示2行16字符的内容，满足一般的信息展示需求。

接口方式

支持I2C、SPI或RS - 232（TTL）三种串口通信接口，为不同的应用场景提供了灵活的选择。

电源与参数

采用 +5.0V电源供电，具备1/16 duty、1/5 bias的驱动参数，每个字符由5x8像素组成，还带有光标显示功能。此外，模块还配备了ESD保护二极管，增强了抗静电能力。

三、引脚说明

P1引脚

Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	RX	MPU	RS - 232（TTL）串行输入端口
2	V SS	Power Supply	接地
3	V DD	Power Supply	供电电压（+5.0V）

P2引脚

Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	SPISS	MPU	SPI从机选择（I2C模式下为空）
2	SDO	NC	不连接
3	SCK/SCL	MPU	串行时钟
4	SDI/SDA	MPU	串行数据输入（SPI）/串行数据（I2C）
5	V SS	Power Supply	接地
6	V DD	Power Supply	供电电压（+5.0V）

推荐使用2.54mm间距的引脚作为LCD连接器，背光连接器由命令控制。

四、通信协议选择

通过跳线R1和R2的不同设置，可以选择不同的通信协议：	R1	R2	Protocol	Description
Short	Short	TEST	自测试
Open	Short	SPI	最大时钟100KHz
Short	Open	I2C	最大时钟50KHz
Open	Open	RS - 232	5V，TTL信号

五、电气与光学特性

电气特性

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
工作温度范围	T OP	-	-20	-	+70	⁰C
存储温度范围	T ST	-	-30	-	+80	⁰C
供电电压	V DD	-	4.5	5.0	5.5	V
供电电流（LCD + 背光）	I DD	V DD = 5.0V	10	18	25	mA
LCD供电（对比度）	V LCD	T OP = 25°C	4.0	4.3	4.6	V
“H” 电平输入	V IH	-	0.8 * V DD	-	V DD	V
“L” 电平输入	V IL	-	V SS	-	0.2 * V DD	V

光学特性

Item			Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
最佳视角	顶部		ϕY+	CR ≥ 3	-	15	-	⁰
	底部		ϕY -	-	45	-	⁰
	左侧		θX -	-	45	-	⁰
	右侧		θX+	-	45	-	⁰
对比度			Cr	-	-	5.8	-	-
响应时间	上升		T R	T OP = 25°C	-	112	400	ms
	下降		T F	-	165	400	ms

六、控制器与通信信息

控制器

模块内置PIC16F690控制器，其详细规格可从http://www.newhavendisplay.com/app_notes/PIC16F690.pdf下载。

通信信息

上电后，内置的PIC需要100ms的延迟来初始化显示控制器。不同通信协议的特点如下：

• I2C协议：将跳线置于R1上进入I2C模式，SDA和SCL有10K欧姆的上拉电阻。默认I2C地址为80（50十六进制，包含R/W位），若不包含则为40（28十六进制），可通过命令改变地址，但最低有效位必须为‘0’。I2C接口最高可接收50KHz时钟速率的数据。
• SPI协议：将跳线置于R2上进入SPI模式，SPI模式时钟空闲时为高电平，从机选择为低电平时，数据在时钟上升沿采样，最高可接收100KHz时钟速率的数据，采用SPI Mode 3（CPOL = 1，CPHA = 1）。
• RS - 232（TTL）协议：R1和R2都断开进入RS - 232模式，信号必须为5V TTL兼容，通信格式为8位数据、1个停止位、无校验、无握手，默认波特率为9600，可通过命令改变，改变后会保存到系统内存，选择I2C或SPI协议时会恢复默认。

自测试模式

将R1和R2都用0Ω电阻连接可进入自测试模式，此时背光开启并设为高亮度，对比度设为标称值，显示如下屏幕：

• 屏幕1：Newhaven Display
• 屏幕2：Firmware Version 3.0
• 屏幕3：Default baud rate: 9600，Default I2C Slave Address: 0x50

七、命令说明

该模块提供了丰富的命令，用于控制显示、光标、对比度、背光等功能，例如：	Prefix	Command	Parameter	Description	Execution time
-	-	1 Byte	显示字符写入（0x00 ~ 0xFF）	100uS
0xFE	0x41	None	开启显示	100uS
0xFE	0x42	None	关闭显示	100uS
0xFE	0x45	1 Byte	设置光标位置	100uS
0xFE	0x46	None	光标归位	1.5mS
……	……	……	……	……

八、质量与使用注意事项

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，确保其在不同环境下的可靠性。

使用注意事项

具体的使用注意事项可参考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 。

总的来说，NHD - 0216K3Z - FL - GBW - V3串口液晶显示模块以其丰富的功能、灵活的通信接口和良好的性能，在电子设计中具有广泛的应用前景。大家在使用过程中，是否遇到过类似模块的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享。