深入解析NHD-0220DZ-NSW-FBW字符液晶显示模块

在电子设备的设计中，液晶显示模块是不可或缺的一部分，它为用户提供了直观的信息交互界面。今天我们要深入探讨的是Newhaven Display公司的NHD-0220DZ-NSW-FBW字符液晶显示模块，从产品概述、功能特性、电气与光学特性、控制器信息等多个方面进行详细解析。

文件下载：NHD-0220DZ-NSW-FBW.pdf

产品概述

NHD-0220DZ-NSW-FBW是一款2行x20字符的液晶显示模块，型号中的各个部分都有其特定含义：

• “NHD-”代表Newhaven Display。
• “0220-”表示2行x20字符的显示规格。
• “DZ-”为具体型号。
• “N-”表示透射式。
• “SW-”代表侧面白色LED背光。
• “F-”是FSTN负性显示模式。
• “B-”表示6:00最佳视角。
• “W-”意味着宽温度范围，并且该产品符合RoHS标准。

功能与特性

显示规格

该模块具有2行x20字符的显示能力，能够清晰地显示文本信息，满足一般的信息展示需求。

内置控制器

内置ST7066U控制器，它为模块的稳定运行提供了有力支持。控制器的使用使得模块的操作更加方便，能够与微处理器进行有效的通信。

电源与工作模式

采用+5.0V电源供电，工作模式为1/16 duty，1/5 bias，这种工作模式有助于保证显示的稳定性和清晰度。

引脚说明与接线图

模块的引脚定义明确，每个引脚都有其特定的功能：	Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	VSS	Power Supply	接地
2	VDD	Power Supply	逻辑电源电压（+5.0V）
3	V0	Adj. Power Supply	对比度电源（约0.7V）
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_A	Power Supply	背光阳极（通过板载电阻接+5.0V）
16	LED_K	Power Supply	背光阴极（接地）

推荐使用2x8 2.54mm间距的连接器进行连接，这样可以确保连接的稳定性和可靠性。

电气与光学特性

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	-	4.5	5.0	5.5	V
电源电流	IDD	VDD = 5.0V	1.0	1.2	1.5	mA
液晶电源（对比度）	VLCD	TOP = 25°C	4.2	4.35	4.5	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
背光电源电流	ILED	VLED = 5.0V	24	32	40	mA
背光电源电压	VLED	-	4.9	5.0	5.1	V

光学特性

Item			Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
最佳视角	顶部		ϕY+	CR ≥ 2	-	30	-	⁰
底部		ϕY-	-	60	-	⁰
左侧		θX-	-	45	-	⁰
右侧			θX+	-	45	-	⁰
对比度			CR	-	2	5	-	-
响应时间	上升		TR	TOP = 25°C	-	150	200	ms
下降	TF	-	150	200	ms

这些特性决定了模块在不同环境下的显示效果，工程师在设计时需要根据实际需求进行考虑。

控制器信息

内置的ST7066U控制器是模块的核心，其详细规格可以从http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf下载。同时，文档中还给出了DDRAM地址和命令表，方便工程师进行编程控制。

DDRAM地址

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

命令表

Instruction	Instruction code											Description	270 KHZ Execution time (f OSC =
RS										R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
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
归位	0	0	0	0	0	0	0		0	1	-	将DDRAM地址从AC设置为“00H”，如果光标移动则返回其原始位置，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，这些参数在数据读写时执行	37µs
显示开/关控制	0	0	0	0	0	0	1		D	C	B	D=1：整个显示打开；C=1：光标打开；B=1：闪烁光标打开	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中，也可读取地址计数器内容	0s
向地址写入数据	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

时序特性

写入数据

参数	描述	引脚	时间	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	-		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

读取数据

参数	描述	引脚	时间	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	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

这些时序特性对于确保数据的准确传输和模块的正常工作至关重要，工程师在设计电路时需要严格按照这些参数进行设置。

初始化程序示例

文档中给出了8位和4位初始化的示例程序，这些程序可以帮助工程师快速上手，实现模块的初始化。

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);
    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);
    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 
}

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);
    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 
}

质量信息与注意事项

文档中还给出了该模块的质量测试信息，包括高温存储、低温存储、高温操作、低温操作、高温高湿操作、热冲击抗性、振动测试和静电测试等。同时，使用LCD/LCM时需要注意一些事项，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。

通过对NHD-0220DZ-NSW-FBW字符液晶显示模块的详细解析，我们可以看到它具有丰富的功能和良好的性能。在实际设计中，工程师需要根据具体需求合理选择和使用该模块，同时要注意其电气、光学特性和时序要求，以确保系统的稳定运行。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。