深入解析NHD - 0420H1Z - FL - GBW - 3V3字符液晶显示模块

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，我们来详细探讨Newhaven Display International公司的NHD - 0420H1Z - FL - GBW - 3V3字符液晶显示模块。

文件下载：NHD-0420H1Z-FL-GBW-3V.pdf

一、产品概述

NHD - 0420H1Z - FL - GBW - 3V3是一款具有4行20字符显示能力的液晶显示模块。从型号编码上我们可以了解到它的诸多特性：

• “NHD - ”代表Newhaven Display品牌。
• “0420 - ”明确了显示规格为4行20字符。
• “H1Z - ”是具体的型号。
• “F - ”表示采用了半透反射技术。
• “L - ”说明配备了黄/绿色LED背光源。
• “G - ”代表STN - 灰色显示。
• “B - ”是6:00视角。
• “W - ”意味着宽温度范围（ - 20°C ~ +70°C）。
• “3V3 - ”表示工作电压为3.3V，并且该产品符合RoHS标准。

二、功能与特性

显示能力

具备4行20字符的显示能力，能够满足大多数简单信息显示的需求，如设备状态、参数等。

内置控制器

内置了SPLC780D或ST7066U控制器，为显示模块的稳定运行提供了保障。相关的控制器规格可以从http://www.newhavendisplay.com/app_notes/SPLC780D.pdf和http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf下载。

电源与电气特性

• 采用 +3.3V电源供电，具有1/16 duty，1/4 bias的特点。
• 工作温度范围为 - 20°C ~ +70°C，存储温度范围为 - 30°C ~ +80°C，能适应较宽的环境温度变化。

三、引脚描述与接线图

Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	Vss	Power Supply	Ground
2	VDD	Power Supply	Supply voltage for logic (+3.3V)
3	V0	Power Supply	Power supply for contrast (approx. 0.3V)
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	Power supply for LED Backlight (+3.3V)
16	LED -	Power Supply	Ground for backlight

在实际设计中，正确连接这些引脚对于模块的正常工作至关重要。大家在接线时，有没有遇到过因为引脚连接错误而导致模块无法正常显示的情况呢？

四、电气与光学特性

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		3.0	3.3	3.5	V
Supply Current	IDD	Ta = 25°C, VDD = 3.3V	-	4.0	5.0	mA
Supply for LCD (contrast)	VDD - V0	Ta = 25°C	-	3.0	-	V
“H” Level input	Vih		2.2	-	VDD	V
“L” Level input	Vil		0	-	0.6	V
“H” Level output	Voh		2.4	-	-	V
“L” Level output	Vol		-	-	0.4	V
Backlight Supply Voltage	Vled	-	-	3.3	-	V
Backlight Supply Current	Iled	Vled = 3.3V	-	150	-	mA

光学特性

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
Viewing Angle – Vertical (top)	AV	Cr ≥2	-	25	-	⁰
Viewing Angle – Vertical (bottom)	AV	Cr ≥2	-	70	-	⁰
Viewing Angle – Horizontal (left)	AH	Cr ≥2	-	30	-	⁰
Viewing Angle – Horizontal (right)	AH	Cr ≥2	-	30	-	⁰
Contrast Ratio	Cr		-	2	-	-
Response Time (rise)	Tr	-	-	120	150	ms
Response Time (fall)	Tf	-	-	120	150	ms

这些特性决定了模块在不同环境下的显示效果和性能表现。例如，在设计户外设备时，就需要考虑模块的温度范围和对比度等特性。

五、初始化程序

8位初始化

/**********************************************************/ 
void command(char i) 
{ 
    P1 = i;
    P1 = i; //put data on output Port 
    D_I = 0; //D/I=LOW : send instruction 
    D_I = 0;
    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 
    P1 = i;
    D_I = 1; //D/I=LOW : send data 
    D_I = 1;
    R_W = 0; //R/W=LOW:Write
    E = 1; 
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    Delay (1);
    E = 0;
} 
/**********************************************************/ 
void init() 
{ 
    E = 0; 
    Delay(100); //Wait >15 msec after power is applied 
    Delay (100);
    command (0x30);
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up 
    Delay(30); //must wait 5ms, busy flag not available 
    Delay(30);
    command (0x30);
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up #2 
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    Delay(10);
    command (0x30);
    command(0x30); //command 0x30 = Wake up #3 
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    Delay (10);
    command (0x38);
    command(0x38); //Function set: 8-bit/2-line 
    command (0x10); //Set cursor
    command (0x0c);
    command(0x0c); //Display ON; Cursor ON 
    command (0x06); //Entry mode set
}
/**********************************************************/

4位初始化

/******
void command(char i) 
{ 
    P1 = i;
    P1 = i; //put data on output Port 
    D_I = 0; //D/I=LOW : send instruction 
    D_I = 0;
    R_W = 0; 
    Nybble(); //R/W=LOW:Write
    Nybble(); //Send lower 4 bits 
    i = i < < 4; //Shift over by 4 bits 
    i = i < < 4;
    P1 = i;
    P1 = i; //put data on output Port 
    Nybble ();
    Nybble(); //Send upper 4 bits 
} 
/**********************************************************/ 
void write(char i) 
{
    P1 = i;
    P1 = i; //put data on output Port 
    D_I = 1; //D/I=HIGH : send data 
    D_I = 1;
    R_W = 0;
    R_W = 0; //R/W=LOW : Write 
    Nybble();
    Nybble(); //Clock lower 4 bits 
    i = i < < 4;
    i = i < < 4; //Shift over by 4 bits 
    P1 = i; //put data on output Port 
    P1 = i;
    Nybble();
    Nybble(); //Clock upper 4 bits 
} 
void Nybble() 
{
    E = 1; 
    Delay (1);
    Delay(1); //enable pulse width >= 300ns 
    E = 0;
    E = 0; //Clock enable: falling edge 
} 
void init() 
{
    P1 = 0; P3 = 0; 
    Delay (100);
    Delay(100); //Wait >15 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();
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up 
    Delay (10);
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up #2 
    Nybble(); 
    Delay (10);
    Delay(10); //must wait 160us, busy flag not available 
    Nybble();
    Nybble(); //command 0x30 = Wake up #3 
    Delay(10); //can check busy flag now instead of delay 
    Delay(10);
    P1 = 0x20;
    P1 = 0x20; //put 0x20 on the output port 
    Nybble(); //Function set: 4-bit interface 
    command(0x28); //Function set: 4-bit/2-line 
    Nybble();
    command (0x10); //Set cursor
    command (0x0F);
    command(0x0F); //Display ON; Blinking cursor 
    command (0x06); //Entry Mode set
}
****

在实际应用中，根据具体需求选择合适的初始化方式。大家在编写初始化程序时，有没有遇到过一些难以调试的问题呢？

六、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、热冲击抗性、振动测试和静电测试等。这些测试确保了模块在不同环境下的可靠性。

使用注意事项

使用LCDs/LCMs时，需要注意一些事项，具体内容可以查看www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf。同时，关于保修信息和条款可以访问http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms。

总之，NHD - 0420H1Z - FL - GBW - 3V3字符液晶显示模块具有丰富的功能和良好的性能，在电子设计中有着广泛的应用前景。希望通过本文的介绍，能帮助大家更好地了解和使用这款模块。