深入解析NHD - 0220AZ - FL - YBW字符液晶显示模块

在电子设备的开发过程中，液晶显示模块是不可或缺的一部分。今天，我们就来详细探讨一下Newhaven Display International公司的NHD - 0220AZ - FL - YBW字符液晶显示模块。

文件下载：NHD-0220AZ-FL-YBW.pdf

一、产品概述

NHD - 0220AZ - FL - YBW是一款具备2行20字符显示能力的液晶显示模块。其型号各部分含义如下：

• “NHD - ”代表Newhaven Display。
• “0220 - ”表示2行20字符。
• “AZ - ”为具体型号。
• “F - ”代表半透反射型。
• “L - ”是黄/绿色LED背光。
• “Y - ”是STN - 黄/绿色。
• “B - ”为6:00最佳视角。
• “W - ”表示宽温度范围，并且该产品符合RoHS标准。

二、功能与特性

2.1 基本功能

该模块具有2行20字符的显示能力，内置ST7066U控制器，采用 +5.0V电源供电，支持1/16 duty和1/5 bias，同时符合RoHS标准。

2.2 引脚说明与接线图

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. 0.4V)
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 (145 mA @ 5V)
16	LED -	Power Supply	Backlight Cathode (Ground)

推荐的LCD连接器为2.54mm间距引脚，不过文档未提及背光连接器相关匹配信息。

三、电气与光学特性

3.1 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	-	4.7	5.0	5.3	V
Supply Current	IDD	VDD = 5.0V	1.0	2.0	2.5	mA
Supply for LCD (contrast)	VLCD	TOP = 25°C	4.3	4.5	4.7	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 Current	ILED	-	120	145	170	mA
Backlight Supply Voltage	VLED	ILED = 145 mA	4.8	5.0	5.3	V

需要注意的是，背光的LED由电流驱动，驱动电压仅作参考，必须选择合适的驱动电压以确保背光电流低于最大规定值。

3.2 光学特性

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

四、控制器信息

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地址分布如下：	1	2	3	4	5	6	7	8	9	14
							00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13
							40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F 50 51 52 53

五、指令表

文档中给出了一系列指令，包括清屏、归位、设置显示模式等，每个指令都有对应的指令码、描述和执行时间。例如：	Instruction code	Instruction	Description	Execution time (fOSC = 270 KHZ)
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1	Clear Display	Write “20H” to DDRAM and set DDRAM address to “00H” from AC	1.52ms
0 0 0 0 0 0 0 0 1	Home Return	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

六、时序特性

6.1 从MPU向ST7066U写数据

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

6.2 从ST7066U向MPU读数据

Tc	Enable Cycle Time	Pin E	1200		0	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
TDDR	Data Setup Time	Pins: DB0 - DB7		-	100	ns
TH	Data Hold Time	Pins: DB0 - DB7	10			ns

七、内置字体表

文档中给出了内置字体表，但具体内容由于格式问题未详细展开，在实际使用中可根据表中的编码来显示相应字符。

八、初始化程序

8.1 8位初始化

代码实现了8位初始化的过程，包括唤醒模块、设置功能、显示模式等。例如：

void command(char i) 
{ 
    P1 = i; //put data on output Port
    D_I = 0; //D/I = LOW : send instruction 
    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
}

8.2 4位初始化

同样实现了4位初始化的功能，将数据分高4位和低4位进行传输。

void command(char i) 
{
    P1 = i; //put data on output Port
    D_I = 0; 
    R_W = 0; 
    Nybble(); 
    i = i < < 4; 
    P1 = i;
    Nybble(); //Send upper 4 bits
}
void write(char i) 
{ 
    P1 = i; 
    D_I = 1; 
    R_W = 0; 
    Nybble(); 
    i = i < < 4; 
    P1 = i;
    Nybble (); 
}
void Nybble() 
{
    E = 1; 
    Delay (1);
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    E = 0; //Clock enable:falling edge
}
void init() 
{
    P1 = 0; 
    P3 = 0; 
    Delay (100);
    P1 = 0x30; 
    Delay (30);
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up
    Delay (10);
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up #2
    Delay (10);
    Nybble (); //command 0x30 = Wake up #3 
    Delay(10);
    P1 = 0x20; 
    Nybble(); //Function set: 4 - bit interface 
    Nybble ();
    command (0x28); //Function set: 4 - bit/2 - line 
    command (0x10); //Set cursor
    command (0x0F); //Display ON; Blinking cursor 
    command (0x06); //Entry Mode set
}

九、质量与使用注意事项

9.1 质量测试

文档中给出了一系列质量测试项目，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，并说明了测试条件和注意事项。

9.2 使用注意事项

使用LCD/LCM时的注意事项可参考www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf，保修信息和条款可查看http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms 。

在实际设计中，电子工程师需要根据这些特性和参数，合理选择和使用该液晶显示模块，以确保设备的稳定性和性能。你在使用类似模块时，是否也遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。