NHD - 0220WH - LYYH - JT#字符液晶显示模块技术解析

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。今天我们来深入剖析Newhaven Display International公司的NHD - 0220WH - LYYH - JT#字符液晶显示模块。

文件下载：NHD-0220WH-LYYH-JT#.pdf

一、模块概述

1.1 型号含义

• NHD - 代表Newhaven Display。
• 0220 - 表示该模块为2行x20字符的显示规格。
• WH - 显示类型为字符型。
• L - 特定型号。
• Y - 采用黄/绿色LED背光源。
• Y - STN正性 - 黄/绿色显示。
• H - 半透反射型，6:00最佳视角，宽温度范围。
• JT# - 包含英语和日语标准字体，符合RoHS标准。

1.2 功能与特性

• 2行x20字符显示。
• 内置ST7066U控制器。
• +5.0V电源供电。
• 1/16占空比，1/5偏压。
• 符合RoHS标准。

二、引脚说明与接线图

Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	VSS	电源	接地
2	VDD	电源	逻辑供电电压（+5.0V）
3	V0	电源	对比度供电电压（约0.5V）
4	RS	MPU	寄存器选择信号。RS = 0：命令；RS = 1：数据
5	R/W	MPU	读写选择信号，R/W = 1：读；R/W = 0：写
6	E	MPU	操作使能信号，下降沿触发
7 - 10	DB0 - DB3	MPU	四位低阶双向三态数据总线，4位操作时不使用
11 - 14	DB4 - DB7	MPU	四位高阶双向三态数据总线
15	LED+	电源	背光源阳极（4.3V时360mA）
16	LED -	电源	背光源阴极（接地）

推荐使用2.54mm间距引脚的LCD连接器，但文档未提及背光源连接器的匹配信息。

三、电气与光学特性

3.1 电气特性

项目	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作温度范围	TOP	绝对最大	-20	-	+70	°C
存储温度范围	TST	绝对最大	-30	-	+80	°C
电源电压	VDD	-	4.5	5.0	5.5	V
电源电流	IDD	VDD = 5.0V，TOP = 25°C	0.3	1.5	3.3	mA
LCD供电（对比度）	VLCD	-	4.1	4.3	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
背光源供电电流	ILED	-	288	360	432	mA
背光源供电电压	VLED	ILED = 360mA	4.1	4.3	4.5	V
背光源寿命	-	-	-	-	100,000	Hrs

3.2 光学特性

项目	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
最佳视角 - 顶部	ϕY+	CR ≥ 2	-	20	-	°
最佳视角 - 底部	ϕY -	-	-	40	-	°
最佳视角 - 左侧	θX -	-	-	30	-	°
最佳视角 - 右侧	θX+	-	-	30	-	°
对比度	CR	-	2	3	-	-
响应时间 - 上升	TR	TOP = 25°C	-	150	200	ms
响应时间 - 下降	TF	-	-	150	200	ms

四、控制器信息

模块内置ST7066U控制器，其规格文档可从http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf下载。

五、指令表

该模块提供了丰富的指令，用于控制显示、设置参数等，以下是部分指令示例：	指令	指令代码（RS、R/W、DB7 - DB0）	描述	执行时间（fOSC = 270 KHZ）
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”，若光标移动则返回原位置，DDRAM内容不变	1.52ms
输入模式设置	0 0 0 0 0 0 0 1 I/D SH	设置光标移动方向和显示移位，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：整个显示开启；C = 1：光标开启；B = 1：闪烁光标开启	37µs

六、时序特性

6.1 从MPU向ST7066U写数据

符号	描述	引脚	时间	单位
Tc	使能周期时间	引脚E	1200	ns
TPW	使能脉冲宽度	引脚E	140	ns
TR,TF	使能上升/下降时间	引脚E	-	25	ns
TAS	地址建立时间	引脚RS、RW、E	0	-	ns
TAH	地址保持时间	引脚RS、RW、E	10	-	ns
TDSW	数据建立时间	引脚DB0 - DB7	40	-	ns
TH	数据保持时间	引脚DB0 - DB7	10	-	ns

6.2 从ST7066U向MPU读数据

其时间参数与写数据类似，如使能周期时间Tc为1200ns，使能脉冲宽度Tpw为140ns等。

七、初始化程序示例

7.1 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);
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    E = 0; //Clock enable: falling edge 
} 

void write(char i) 
{
    E = 0;
    P1 = i;
    D_I = 1; //D/I=HIGH : send data
    R_W = 0; //R/W=LOW:Write
    E = 1; 
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    Delay(1);
    E = 0; //Clock enable:falling edge
} 

void init() 
{
    E = 0; 
    Delay(100);
    Delay(100); //Wait >40 msec after power is applied 
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up 
    command(0x30);
    Delay(30);
    Delay(30); //must wait 5ms, busy flag not available 
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up #2
    Delay(10);
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up #3
    Delay(10);
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    command(0x38);
    command(0x38); //Function set: 8-bit/2-line 
    command(0x10); 
    command(0x0c); 
    command(0x06); //Set cursor //Display ON; Cursor ON //Entry mode set
}

7.2 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(); 
    P1 = i; 
    i = i < < 4; //R/W=LOW:Write //Send Upper 4 bits //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; 
    Nybble(); 
    i = i < < 4; 
    P1 = i; //R/W=LOW: Write //Clock Upper 4 bits //Shift over by 4 bits
    P1 = i; //put data on output Port 
    Nybble(); //Clock upper 4 bits
}

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);
    Delay(100); //Wait >40 msec after power is applied 
    P1 = 0x30;
    P1 = 0x30; //put 0x30 on the output port 
    Delay(30); //must wait 5ms, busy flag not available 
    Delay(30);
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up
    Delay(10);
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    Nybble(); //command 0x30= Wake up #2
    Delay(10);
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up #3
    Delay(10);
    Delay(10); //can check busy flag now instead of delay 
    P1 = 0x20; //put 0x20 on the output port 
    P1 = 0x20;
    Nybble();
    Nybble(); //Function set: 4-bit interface 
    command(0x28);
    command(0x28); //Function set: 4-bit/2-line 
    command(0x10); 
    command(0x0F); //Set cursor
    command(0x0F); //Display ON; Blinking cursor 
    command(0x06); //Entry Mode set
}

八、质量信息与注意事项

8.1 质量测试

该模块经过了多项质量测试，如高温存储、低温存储、高温运行、低温运行、高温高湿运行、热冲击抗性、振动测试和静电测试等，测试条件和时间都有明确规定。

8.2 注意事项

使用LCD/LCM时的注意事项可在www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf查看，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，电子工程师需要根据这些特性和参数合理使用该模块，确保系统的稳定性和可靠性。大家在使用这个模块时有遇到过什么问题吗？欢迎在评论区交流。