深入剖析NHD - 0420DZ - FL - YBW - 3V3字符液晶显示模块

在电子设备的开发中，液晶显示模块是一个关键的组件，它能为用户提供直观的信息展示。今天，我们就来详细剖析Newhaven Display International公司的NHD - 0420DZ - FL - YBW - 3V3字符液晶显示模块。

文件下载：NHD-0420DZ-FL-YBW-3V.pdf

模块概述

产品命名解析

NHD - 0420DZ - FL - YBW - 3V3这个型号包含了丰富的信息：

• “NHD - ”代表Newhaven Display。
• “0420 - ”表示该模块有4行，每行可显示20个字符。
• “DZ - ”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。
• “Y - ”代表STN - 黄/绿色。
• “B - ”表示6:00视角。
• “W - ”意味着宽温度范围（ - 20°C ~ +70°C）。
• “3V3 - ”表示3.3V的电源电压，3.0V的背光电压，并且该产品符合RoHS标准。

功能与特性

该模块具有以下特点：

• 显示能力：4行×20字符的显示规格，能够满足大多数简单信息展示的需求。
• 内置控制器：采用ST7066U控制器，为显示功能的实现提供了基础。
• 电源供应：使用 +3.3V电源，同时具备1/16 duty和1/5 bias的工作模式。
• 环保合规：符合RoHS标准，体现了产品的环保特性。

机械与电气特性

引脚连接与说明

Pin NO	Symbol
1	VSS
2	VDD
3	V0
4	RS
5	R/W
6	E
7	DB0
8	DB1
9	DB2
10	DB3
11	DB4
12	DB5
13	DB6
14	DB7
15	LED+
16	LED -

各引脚的功能如下：

• VSS为接地引脚。
• VDD提供逻辑电源（ +3.3V）。
• V0用于对比度调节（约0.3V）。
• RS为寄存器选择信号，RS = 0时为命令，RS = 1时为数据。
• R/W为读写选择信号，R/W = 1时为读，R/W = 0时为写。
• E为操作使能信号，下降沿触发。
• DB0 - DB3为低四位双向三态数据总线，在4位操作时不使用。
• DB4 - DB7为高四位双向三态数据总线。
• LED+为LED背光电源（ +3.0V），LED - 为背光接地。

电气特性参数

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		3.0	3.3	3.5	V
电源电流	IDD	Ta = 25°C, VDD = 3.3V	-	2	3.0	mA
LCD对比度电源	VDD - V0	Ta = 25°C	2.8	3.0	3.3	V
“H” 电平输入	Vih		0.7 VDD	-	VDD	V
“L” 电平输入	Vil		0	-	0.6	V
“H” 电平输出	Voh		0.75 VDD	-	-	V
“L” 电平输出	Vol		-	-	0.2 VDD	V
背光电源电压	Vled	-	-	3.0	3.3	V
背光电源电流	Iled	Vled = 3.0V	-	240	-	mA

光学特性参数

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
垂直视角（上）	AV	Cr ≥2	-	25	-	⁰
垂直视角（下）	AV	Cr ≥2	-	70	-	⁰
水平视角（左）	AH	Cr ≥2	-	30	-	⁰
水平视角（右）	AH	Cr ≥2	-	30	-	⁰
对比度	Cr		-	2	-	-
响应时间（上升）	Tr	-	-	120	150	ms
响应时间（下降）	Tf	-	-	120	150	ms

这些参数为工程师在设计电路和评估显示效果时提供了重要的参考依据。例如，工作温度范围决定了该模块可以在哪些环境下稳定工作，而对比度和视角则影响了用户的视觉体验。

控制器与指令

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。这意味着工程师可以根据该文档深入了解控制器的工作原理和编程方法，从而更好地实现显示功能。

指令表

Instruction	Instruction Code										Description	Description Time (270KHz)
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”	1.52 ms
返回主页	0	0	0	0	0	0	0	0	1	X	将DDRAM地址从AC设置为 “00H”，并将光标移回原始位置（如果已移动），DDRAM内容不变	1.52 ms
输入模式设置	0	0	0	0	0	0	0	1	VD	S	设置光标移动方向并指定显示移位，在数据读写时执行这些操作	37 us
显示开/关	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：光标位置显示	37 us
光标或显示移位	0	0	0	0	0	1	S/C	R/L	X	X	设置光标移动和显示移位控制位及方向，不改变DDRAM数据	37 us
功能设置	0	0	0	0	1	DL	N	F	X	X	DL：接口数据为8/4位；N：行数为2/1；F：字体大小为5x11/5x8	37 us
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	37 us
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	37 us
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	0 us
写入数据到RAM	1	0	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	将数据写入内部RAM（DDRAM/CGRAM）	37 us
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	37 us

这些指令为工程师提供了控制显示模块的具体方法，通过发送不同的指令，可以实现清屏、设置显示模式、读写数据等功能。

初始化程序

8位初始化

/**********************************************************/ 
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); //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 
    R_W = 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 >15 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 
    R_W = 0; 
    Nybble(); //Send lower 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 
    R_W = 0; //R/W=LOW : Write 
    Nybble(); //Clock lower 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 >15 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); //can check busy flag now instead of delay 
    P1 = 0x20; //put 0x20 on the output port 
    Nybble(); //Function set: 4-bit interface 
    command(0x28); //Function set: 4-bit/2-line 
    command(0x10); //Set cursor
    command(0x0F); //Display ON; Blinking cursor 
    command(0x06); //Entry Mode set
}
****

不同的初始化方式适用于不同的应用场景，工程师可以根据实际需求选择合适的初始化方法。

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。这些测试确保了产品在不同环境下的可靠性和稳定性。

使用注意事项

在使用该液晶显示模块时，需要注意一些事项，具体内容可在www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf查看。同时，关于保修信息和条款可访问http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms。

总之，NHD - 0420DZ - FL - YBW - 3V3字符液晶显示模块具有丰富的功能和良好的性能，适用于多种电子设备的信息显示。电子工程师在设计时，可根据其特性和参数进行合理的电路设计和编程，以实现理想的显示效果。大家在实际使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎交流分享。