NHD - 0220FZ - FSW - GBW - P - 3V3字符液晶顯示模塊技術(shù)剖析
在電子設(shè)計領(lǐng)域,液晶顯示模塊是不可或缺的組件,它為設(shè)備提供直觀的信息展示界面。今天,我們就來深入剖析NHD - 0220FZ - FSW - GBW - P - 3V3這款字符液晶顯示模塊,了解它的各項特性和使用方法。
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一、模塊概述
NHD - 0220FZ - FSW - GBW - P - 3V3由Newhaven Display International, Inc.生產(chǎn),是一款2行20字符的液晶顯示模塊。它具有以下特點:
- 顯示特性:采用STN - Gray(G)顯示模式,擁有6:00視角(B),支持寬溫度范圍( - 20°C ~ +70°C,W),具備側(cè)白光LED背光(SW),采用半透反射(F)技術(shù)。
- 電氣特性:使用3.3V電源(3V3),內(nèi)置控制器(SPLC780D或ST7066U),符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。
二、電氣與光學(xué)特性
(一)電氣特性
| 項目 | 符號 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作溫度范圍 | Top | 絕對最大 | - 20 | - | +70 | °C |
| 存儲溫度范圍 | Tst | 絕對最大 | - 30 | - | +80 | °C |
| 電源電壓 | VDD | 3.0 | 3.3 | - | V | |
| 電源電流 | IDD | Ta = 25°C,VDD = 3.3V | - | 1.5 | 2.5 | mA |
| 液晶對比度電源 | VDD - V0 | Ta = 25°C | - | 3.0 | - | V |
| “H” 電平輸入 | Vih | 0.7VDD | - | VDD | V | |
| “L” 電平輸入 | Vil | 0 | - | 0.6 | V | |
| “H” 電平輸出 | Voh | 0.75VDD | - | - | V | |
| “L” 電平輸出 | Vol | - | - | 0.2VDD | V | |
| 背光電源電壓 | Vled | - | - | 3.3 | - | V |
| 背光電源電流 | Iled | Vled = 3.3V | - | 20 | - | mA |
(二)光學(xué)特性
| 項目 | 符號 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 垂直視角(頂部) | AV | Cr ≥ 2 | - | 25 | - | ° |
| 垂直視角(底部) | AV | Cr ≥ 2 | - | 70 | - | ° |
| 水平視角(左側(cè)) | AH | Cr ≥ 2 | - | 30 | - | ° |
| 水平視角(右側(cè)) | AH | Cr ≥ 2 | - | 30 | - | ° |
| 對比度 | Cr | - | 2 | - | - | |
| 響應(yīng)時間(上升) | Tr | - | - | 120 | 150 | ms |
| 響應(yīng)時間(下降) | Tf | - | - | 120 | 150 | ms |
這些特性決定了模塊在不同環(huán)境下的顯示效果和性能表現(xiàn),工程師在設(shè)計時需要根據(jù)實際需求進(jìn)行考量。比如,在高溫或低溫環(huán)境下使用時,要確保模塊的工作溫度范圍能滿足要求。
三、引腳說明與接線圖
| 該模塊共有16個引腳,各引腳功能如下: | 引腳編號 | 符號 | 外部連接 | 功能描述 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | VSS | 電源地 | 電源接地 | |
| 2 | VDD | 電源 | 邏輯電源電壓(+3.3V) | |
| 3 | V0 | 電源 | 對比度電源(約0.3V) | |
| 4 | RS | MPU | 寄存器選擇信號,RS = 0:命令,RS = 1:數(shù)據(jù) | |
| 5 | R/W | MPU | 讀寫選擇信號,R/W = 1:讀,R/W = 0:寫 | |
| 6 | E | MPU | 操作使能信號,下降沿觸發(fā) | |
| 7 - 10 | DB0 – DB3 | MPU | 四個低階雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線,4位操作時不使用 | |
| 11 - 14 | DB4 – DB7 | MPU | 四個高階雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線 | |
| 15 | LED+ | 電源 | LED背光電源(+3.3V) | |
| 16 | LED - | 電源 | 背光接地 |
推薦使用1.27mm間距的引腳作為LCD連接器。在實際接線時,工程師需要嚴(yán)格按照引腳功能進(jìn)行連接,避免因接線錯誤導(dǎo)致模塊無法正常工作。
四、控制器信息與指令表
(一)控制器
模塊內(nèi)置ST7066U控制器,其規(guī)格說明書可從http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf下載。
(二)指令表
| 指令 | 指令代碼 | 描述 | 執(zhí)行時間(270KHz) |
|---|---|---|---|
| 清除顯示 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 | 將 “20H” 寫入DDRAM,并將DDRAM地址從AC設(shè)置為 “00H” | 1.52 ms |
| 返回主頁 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X | 將DDRAM地址從AC設(shè)置為 “00H”,若光標(biāo)已移動則返回原位置,DDRAM內(nèi)容不變 | 1.52 ms |
| 輸入模式設(shè)置 | 0 0 0 0 0 0 0 1 VD S | 設(shè)置光標(biāo)移動方向并指定顯示移位,在數(shù)據(jù)讀寫時執(zhí)行 | 37 us |
| 顯示開/關(guān) | 0 0 0 0 0 0 1 D C B | D = 1:整個顯示開啟;C = 1:光標(biāo)開啟;B = 1:光標(biāo)位置開啟 | 37 us |
| 光標(biāo)或顯示移位 | 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X | 設(shè)置光標(biāo)移動和顯示移位控制位及方向,不改變DDRAM數(shù)據(jù) | 37 us |
| 功能設(shè)置 | 0 0 0 0 1 DL N F X X | 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 | 37 us |
| 設(shè)置CGRAM地址 | 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 | 在地址計數(shù)器中設(shè)置CGRAM地址 | 37 us |
| 設(shè)置DDRAM地址 | 0 0 1 AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 | 在地址計數(shù)器中設(shè)置DDRAM地址 | 37 us |
| 讀取忙標(biāo)志和地址 | 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 | 通過讀取BF可知是否處于內(nèi)部操作,也可讀取地址計數(shù)器內(nèi)容 | 0 us |
| 寫入數(shù)據(jù)到RAM | 1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 DO | 將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部RAM(DDRAM/CGRAM) | 37 us |
| 從RAM讀取數(shù)據(jù) | 1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 DO | 從內(nèi)部RAM(DDRAM/CGRAM)讀取數(shù)據(jù) | 37 us |
工程師在編寫程序控制模塊時,需要根據(jù)這些指令來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。例如,要清除顯示內(nèi)容,就需要發(fā)送清除顯示指令。
五、初始化程序
(一)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
}
/**********************************************************/
(二)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
}
****
在實際應(yīng)用中,工程師可根據(jù)具體需求選擇8位或4位初始化方式。不同的初始化方式在數(shù)據(jù)傳輸和控制上有所差異,需要根據(jù)系統(tǒng)的資源和性能要求進(jìn)行權(quán)衡。
六、質(zhì)量與使用注意事項
(一)質(zhì)量測試
| 該模塊經(jīng)過多項質(zhì)量測試,包括高溫存儲、低溫存儲、高溫操作、低溫操作、高溫高濕操作、熱沖擊抵抗、振動測試和靜電測試等。具體測試條件和注意事項如下: | 測試項目 | 測試內(nèi)容 | 測試條件 | 注意事項 |
|---|---|---|---|---|
| 高溫存儲 | 長時間施加高存儲溫度的耐久性測試 | +80°C,48hrs | 2 | |
| 低溫存儲 | 長時間施加低存儲溫度的耐久性測試 | - 30°C,48hrs | 1,2 | |
| 高溫操作 | 長時間施加電應(yīng)力(電壓和電流)和高熱應(yīng)力的耐久性測試 | +70°C,48hrs | 2 | |
| 低溫操作 | 長時間施加電應(yīng)力(電壓和電流)和低熱應(yīng)力的耐久性測試 | - 20°C,48hrs | 1,2 | |
| 高溫/高濕操作 | 長時間施加電應(yīng)力(電壓和電流)以及高溫高濕應(yīng)力的耐久性測試 | +40°C,90% RH,48hrs | 1,2 | |
| 熱沖擊抵抗 | 在高低熱應(yīng)力循環(huán)期間施加電應(yīng)力(電壓和電流)的耐久性測試 | 0°C,30min - > 25°C,5min - > 50°C,30min = 1周期,10周期 | ||
| 振動測試 | 施加振動以模擬運輸和使用的耐久性測試 | 10 - 55Hz,15mm振幅,每個X、Y、Z方向60秒,共15分鐘 | 3 | |
| 靜電測試 | 施加靜電放電的耐久性測試 | VS = 800V,RS = 1.5kΩ,CS = 100pF,一次 |
注意:1. 無冷凝現(xiàn)象;2. 在25°C,0%RH下存儲4小時后進(jìn)行;3. 在產(chǎn)品本身進(jìn)行測試,而非在容器內(nèi)。
(二)使用注意事項
使用LCD/LCM時,可參考www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf中的注意事項。同時,關(guān)于保修信息和條款條件可查看http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms 。
綜上所述,NHD - 0220FZ - FSW - GBW - P - 3V3字符液晶顯示模塊具有豐富的功能和良好的性能,但在使用過程中,工程師需要充分了解其各項特性和注意事項,才能確保模塊穩(wěn)定、可靠地工作。大家在實際應(yīng)用中遇到過哪些問題呢?歡迎在評論區(qū)分享交流。
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