深入解析NHD - 0216K1Z - FL - GBW字符液晶顯示模塊
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域,液晶顯示模塊是人機(jī)交互的重要組成部分。今天我們來(lái)詳細(xì)剖析Newhaven Display International公司的NHD - 0216K1Z - FL - GBW字符液晶顯示模塊,為電子工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)中提供參考。
一、產(chǎn)品概述
NHD - 0216K1Z - FL - GBW是一款2行16字符的液晶顯示模塊,內(nèi)置ST7066U控制器,采用+5.0V電源供電,具有1/16 duty、1/5 bias的特性,并且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。其型號(hào)各部分含義如下:
- NHD - :代表Newhaven Display
- 0216 - :表示2行16字符
- K1Z - :為具體型號(hào)
- F - :表示半反半透
- L - :采用黃/綠色LED背光
- G - :STN正性 - 灰色
- B - :6:00最佳視角
- W - :寬溫度范圍
二、引腳說(shuō)明與接線圖
| Pin No. | Symbol | External Connection | Function Description |
|---|---|---|---|
| 1 | VSS | Power Supply | 接地 |
| 2 | VDD | Power Supply | 邏輯電源電壓(+5.0V) |
| 3 | V0 | Adj Power Supply | 對(duì)比度電源電壓(約1.3V) |
| 4 | RS | MPU | 寄存器選擇信號(hào),RS = 0為命令,RS = 1為數(shù)據(jù) |
| 5 | R/W | MPU | 讀寫選擇信號(hào),R/W = 1為讀,R/W = 0為寫 |
| 6 | E | MPU | 操作使能信號(hào),下降沿觸發(fā) |
| 7 - 10 | DB0 – DB3 | MPU | 四位低階雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線,4位操作時(shí)不使用 |
| 11 - 14 | DB4 – DB7 | MPU | 四位高階雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線 |
| 15 | LED+ | Power Supply | 背光陽(yáng)極(通過(guò)板載電阻接+5.0V) |
| 16 | LED - | Power Supply | 背光陰極(接地) |
推薦的LCD連接器為2.54mm間距引腳,不過(guò)文檔中未提及背光連接器的匹配信息。
三、電氣與光學(xué)特性
1. 電氣特性
| Item | Symbol | Condition | Min. | Typ. | Max. | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作溫度范圍 | TOP | 絕對(duì)最大 | -20 | - | +70 | ?C |
| 存儲(chǔ)溫度范圍 | TST | 絕對(duì)最大 | -30 | - | +80 | ?C |
| 電源電壓 | VDD | - | 4.5 | 5.0 | 5.5 | V |
| 電源電流 | IDD | VDD = 5.0V | 0.5 | 1.0 | 2.0 | mA |
| LCD電源(對(duì)比度) | VDD - V0 | TOP = 25°C | 3.6 | 3.7 | 3.8 | V |
| “H” 電平輸入 | VIH | - | 0.7 * VDD | - | VDD | V |
| “L” 電平輸入 | VIL | - | VSS | - | 0.6 | V |
| “H” 電平輸出 | VOH | - | 3.9 | - | VDD | V |
| “L” 電平輸出 | VOL | - | VSS | - | 0.4 | V |
| 背光電源電壓 | VLED | - | 4.9 | 5.0 | 5.1 | V |
| 背光電源電流 | ILED | VLED = 5.0V | 65 | 130 | 156 | mA |
2. 光學(xué)特性
| Item | Symbol | Condition | Min. | Typ. | Max. | Unit | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最佳視角 | 上 | ?Y+ | Cr ≥ 2 | - | 20 | - | ? | |
| 下 | ?Y - | - | 40 | - | ? | |||
| 左 | θX - | - | 30 | - | ? | |||
| 右 | θX+ | - | 30 | - | ? | |||
| 對(duì)比度 | Cr | - | - | 3 | - | - | ||
| 響應(yīng)時(shí)間 | 上升 | TR | - | - | 150 | 200 | ms | |
| 下降 | TF | - | - | 150 | 200 | ms |
四、控制器信息
| 模塊內(nèi)置ST7066U控制器,其詳細(xì)規(guī)格可從http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf下載。DDRAM地址分配如下: | 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 | ||||||||||
| 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F |
五、指令表
| Instruction | Instruction code | Description | 270 KHZ Execution time (fosc= | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RS | R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 | |||||||||||
| 清屏 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 向DDRAM寫入 “20H” 并將DDRAM地址從AC設(shè)置為 “00H” | 1.52ms |
| 返回主頁(yè) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | - | 將DDRAM地址從AC設(shè)置為 “00H” ,若光標(biāo)移動(dòng)則返回原位置,DDRAM內(nèi)容不變 | 1.52ms |
| 輸入模式設(shè)置 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | I/D | SH | 設(shè)置光標(biāo)移動(dòng)方向并指定顯示移位,在數(shù)據(jù)讀寫時(shí)執(zhí)行 | 37μs |
| 顯示開(kāi)/關(guān)控制 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | D | C | B | D = 1:整個(gè)顯示開(kāi)啟;C = 1:光標(biāo)開(kāi)啟;B = 1:閃爍光標(biāo)開(kāi)啟 | 37μs |
| 光標(biāo)或顯示移位 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | S/C | R/L | - | - | 設(shè)置光標(biāo)移動(dòng)和顯示移位控制位及方向,不改變DDRAM數(shù)據(jù) | 37μs |
| 功能設(shè)置 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | DL | N | F | - | - | DL:接口數(shù)據(jù)為8/4位;N:行數(shù)為2/1;F:字體大小為5x11/5x8 | 37μs |
| 設(shè)置CGRAM地址 | 0 | 0 | 0 | 1 | AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 | 在地址計(jì)數(shù)器中設(shè)置CGRAM地址 | 37μs | |||||
| 設(shè)置DDRAM地址 | 0 | 0 | 1 | AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 | 在地址計(jì)數(shù)器中設(shè)置DDRAM地址 | 37μs | ||||||
| 讀取忙標(biāo)志和地址 | 0 | 1 | BF | AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 | 通過(guò)讀取BF可知是否處于內(nèi)部操作,也可讀取地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容 | 0s | ||||||
| 向地址寫入數(shù)據(jù) | 1 | 0 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 向內(nèi)部RAM(DDRAM/CGRAM)寫入數(shù)據(jù) | 37μs |
| 從RAM讀取數(shù)據(jù) | 1 | 1 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 從內(nèi)部RAM(DDRAM/CGRAM)讀取數(shù)據(jù) | 37μs |
六、時(shí)序特性
1. MPU向ST7066U寫入數(shù)據(jù)
| Tc | 使能周期時(shí)間 | Pin E | 1200 | ns | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| TPW | 使能脈沖寬度 | Pin E | 140 | ns | ||
| TR,TF | 使能上升/下降時(shí)間 | Pin E | 25 | ns | ||
| TAS | 地址建立時(shí)間 | Pins: RS,RW,E | 0 | 0 | ns | |
| TAH | 地址保持時(shí)間 | Pins: RS,RW,E | 10 | - | ns | |
| TDSW | 數(shù)據(jù)建立時(shí)間 | Pins: DB0 - DB7 | 40 | - | ns | |
| TH | 數(shù)據(jù)保持時(shí)間 | Pins: DB0 - DB7 | 10 | ns |
2. ST7066U向MPU讀取數(shù)據(jù)
| Tc | 使能周期時(shí)間 | Pin E | 1200 | - | ns | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| TPW | 使能脈沖寬度 | Pin E | 140 | ns | ||
| TR,TF | 使能上升/下降時(shí)間 | Pin E | - | 25 | ns | |
| TAS | 地址建立時(shí)間 | Pins: RS,RW,E | 0 | 0 | ns | |
| TAH | 地址保持時(shí)間 | Pins: RS,RW,E | 10 | ns | ||
| TDDR | 數(shù)據(jù)建立時(shí)間 | Pins: DB0 - DB7 | - | 100 | ns | |
| TH | 數(shù)據(jù)保持時(shí)間 | Pins: DB0 - DB7 | 10 | ns |
七、內(nèi)置字體表
文檔中給出了內(nèi)置字體表,但由于格式問(wèn)題,這里不再詳細(xì)列出。大家在實(shí)際使用中可根據(jù)文檔中的表格進(jìn)行字符顯示的設(shè)計(jì)。
八、初始化程序示例
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
E = 1;
Delay(1);
RW = 0; //R/W=LOW:Write
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
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
}
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
RW = 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
RW = 0;
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 >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); //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(0x0F); //Display ON; Blinking cursor
command(0x06); //Entry Mode set
}
九、質(zhì)量信息與注意事項(xiàng)
1. 質(zhì)量測(cè)試
| Test Item | Content of Test | Test Condition | Note |
|---|---|---|---|
| 高溫存儲(chǔ) | 長(zhǎng)時(shí)間施加高存儲(chǔ)溫度的耐久性測(cè)試 | +80?C , 200hrs | 2 |
| 低溫存儲(chǔ) | 長(zhǎng)時(shí)間施加低存儲(chǔ)溫度的耐久性測(cè)試 | -30?C , 200hrs | 1,2 |
| 高溫操作 | 長(zhǎng)時(shí)間施加電應(yīng)力(電壓和電流)和高熱應(yīng)力的耐久性測(cè)試 | +70?C 200hrs | 2 |
| 低溫操作 | 長(zhǎng)時(shí)間施加電應(yīng)力(電壓和電流)和低熱應(yīng)力的耐久性測(cè)試 | -20?C , 200hrs | 1,2 |
| 高溫/濕度操作 | 長(zhǎng)時(shí)間施加電應(yīng)力(電壓和電流)以及高溫高濕應(yīng)力的耐久性測(cè)試 | +60?C , 90% RH , 96hrs | 1,2 |
| 熱沖擊抗性 | 在高低熱應(yīng)力循環(huán)期間施加電應(yīng)力(電壓和電流)的耐久性測(cè)試 | -20?C,30min -> 25?C,5min -> 70?C,30min = 1 cycle 10 cycles | |
| 振動(dòng)測(cè)試 | 施加振動(dòng)以模擬運(yùn)輸和使用的耐久性測(cè)試 | 10 - 55Hz , 1.5mm振幅。每個(gè)X、Y、Z方向60秒,共15分鐘 | 3 |
| 靜電測(cè)試 | 施加靜電放電的耐久性測(cè)試 | 空氣:±800V 150pF/330Ω,5次;接觸:±600V 150pF/330Ω,5次 |
2. 注意事項(xiàng)
- 注意1:測(cè)試過(guò)程中不應(yīng)觀察到冷凝現(xiàn)象。
- 注意2:在25?C、0%RH下存儲(chǔ)4小時(shí)后
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