探索NHD - 0420E2Z - 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)交互的重要組件。今天我們來(lái)深入了解Newhaven Display International推出的NHD - 0420E2Z - FL - GBW字符液晶顯示模塊,看看它有哪些特性和應(yīng)用要點(diǎn)。
一、模塊概述
1. 型號(hào)含義
NHD - 0420E2Z - FL - GBW這個(gè)型號(hào)包含了豐富的信息:
- “NHD - ”代表Newhaven Display。
- “0420 - ”表示該模塊有4行,每行可顯示20個(gè)字符。
- “E2Z - ”是具體的型號(hào)標(biāo)識(shí)。
- “F - ”代表半反半透模式。
- “L - ”說(shuō)明采用黃/綠色LED背光。
- “G - ”表示STN正性、灰色顯示。
- “B - ”意味著最佳視角為6:00方向。
- “W - ”表示寬溫度范圍,且該模塊符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。
2. 功能與特性
- 顯示能力:具備4行×20字符的顯示能力,能滿足較多信息的展示需求。
- 內(nèi)置控制器:內(nèi)置ST7066U控制器,這為模塊的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。
- 電源要求:采用+5.0V電源供電,工作在1/16 duty、1/5 bias的模式下。
二、模塊的機(jī)械與電氣特性
1. 機(jī)械繪圖
模塊的機(jī)械繪圖信息屬于Newhaven Display International的專有財(cái)產(chǎn),未經(jīng)許可不得復(fù)制、再現(xiàn)或披露。這也提醒我們?cè)谑褂孟嚓P(guān)設(shè)計(jì)時(shí)要遵守知識(shí)產(chǎn)權(quán)規(guī)定。
2. 引腳描述與接線圖
| 引腳編號(hào) | 符號(hào) | 外部連接 | 功能描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | VSS | 電源地 | 提供電源接地 |
| 2 | VDD | 電源 | 為邏輯電路提供+5.0V供電 |
| 3 | V0 | 電源 | 提供對(duì)比度調(diào)節(jié)電壓(約0.5V) |
| 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(xiě)選擇信號(hào),R/W = 1為讀,R/W = 0為寫(xiě) |
| 6 | E | MPU | 操作使能信號(hào),下降沿觸發(fā) |
| 7 - 10 | DB0 - DB3 | MPU | 低四位雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線,4位操作時(shí)不使用 |
| 11 - 14 | DB4 - DB7 | MPU | 高四位雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線 |
| 15 | LED+ | 電源 | 背光陽(yáng)極(通過(guò)板載電阻接+5.0V) |
| 16 | LED - | 電源 | 背光陰極(接地) |
推薦使用2.54mm間距的引腳作為L(zhǎng)CD連接器。
3. 電氣特性
| 項(xiàng)目 | 符號(hào) | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | 3.0 | 5.0 | mA |
| 液晶對(duì)比度電源 | VLCD | TOP = 25°C | 4.3 | 4.5 | 4.7 | 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 |
| 背光電源電流 | ILED | - | - | 250 | 300 | mA |
| 背光電源電壓 | VLED | ILED = 250mA | 4.8 | 5.0 | 5.2 | V |
這里需要注意,背光的LED由電流驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)電壓僅作參考,必須選擇合適的驅(qū)動(dòng)電壓以確保背光電流在最大允許值以下。
4. 光學(xué)特性
| 項(xiàng)目 | 符號(hào) | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最佳視角 | 頂部 | ?Y+ | CR ≥ 2 | - | 40 | - | ° |
| 底部 | ?Y - | - | 60 | - | ° | ||
| 左側(cè) | θX - | - | 60 | - | ° | ||
| 右側(cè) | θX+ | - | 60 | - | ° | ||
| 對(duì)比度 | CR | - | - | 2 | 5 | - | - |
| 響應(yīng)時(shí)間 | 上升 | TR | TOP = 25°C | - | 150 | 250 | ms |
| 下降 | TF | - | 200 | 300 | ms |
這些光學(xué)特性決定了模塊在不同視角下的顯示效果和響應(yīng)速度,對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的顯示效果評(píng)估非常重要。
三、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。了解控制器的規(guī)格有助于我們更好地對(duì)模塊進(jìn)行編程和控制。
1. DDRAM地址
| DDRAM地址分布如下: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 00 01 02 03 04 05 06 | 07 08 | 09 | 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 | ||||||||||||
| 40 41 42 43 44 45 46 | 47 48 | 49 | 4A 4B 4C 4D 4E 4F 50 51 52 53 | ||||||||||||
| 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E | 1F | 20 | 21 | ||||||||||||
| 54 55 56 57 58 59 5A 5B 5C 5D 5E | 5F | 60 | 61 |
這為我們?cè)诰幊虝r(shí)準(zhǔn)確地寫(xiě)入和讀取數(shù)據(jù)提供了地址參考。
2. 指令表
| 指令 | 指令代碼 | 描述 | 270 KHZ執(zhí)行時(shí)間(fOSC = ) | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RS | R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 | ||||||||||||
| 清屏 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 將“20H”寫(xiě)入DDRAM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”,如果光標(biāo)移動(dòng)則返回其原始位置,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(xiě)時(shí)執(zhí)行這些參數(shù) | 37μs | |
| 顯示開(kāi)/關(guān)控制 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | D | C | B | D = 1:整個(gè)顯示打開(kāi);C = 1:光標(biāo)打開(kāi);B = 1:閃爍光標(biāo)打開(kāi) | 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,且不改變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(xiě)入數(shù)據(jù) | 1 | 0 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 將數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)部RAM(DDRAM/CGRAM) | 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 |
這些指令是我們控制模塊顯示內(nèi)容和操作的關(guān)鍵,工程師需要根據(jù)實(shí)際需求靈活運(yùn)用。
四、時(shí)序特性
1. MPU向ST7066U寫(xiě)入數(shù)據(jù)
| 參數(shù) | 描述 | 引腳 | 時(shí)間 |
|---|---|---|---|
| Tc | 使能周期時(shí)間 | E | 1200 ns |
| Tpw | 使能脈沖寬度 | E | 140 ns |
| TR,TF | 使能上升/下降時(shí)間 | E | 25 ns |
| TAs | 地址建立時(shí)間 | RS,RW,E | 0 ns |
| TAH | 地址保持時(shí)間 | RS,RW,E | 10 ns |
| Tpsw | 數(shù)據(jù)建立時(shí)間 | DB0 - DB7 | 40 ns |
| TH | 數(shù)據(jù)保持時(shí)間 | DB0 - DB7 | 10 ns |
2. ST7066U向MPU讀取數(shù)據(jù)
| 參數(shù) | 描述 | 引腳 | 時(shí)間 | |
|---|---|---|---|---|
| Tc | 使能周期時(shí)間 | E | 1200 ns | |
| TPW | 使能脈沖寬度 | E | 140 ns | |
| TR,TF | 使能上升/下降時(shí)間 | E | 25 ns | |
| TAS | 地址建立時(shí)間 | RS,RW,E | 0 ns | |
| TAH | 地址保持時(shí)間 | RS,RW,E | 10 ns | |
| TDDR | 數(shù)據(jù)建立時(shí)間 | DB0 - DB7 | - | 100 ns |
| TH | 數(shù)據(jù)保持時(shí)間 | DB0 - DB7 | 10 ns |
了解這些時(shí)序特性對(duì)于正確設(shè)計(jì)電路和編寫(xiě)程序至關(guān)重要,確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和模塊的正常工作。
五、內(nèi)置字體表
文檔中給出了內(nèi)置字體表,但具體內(nèi)容可能需要進(jìn)一步解讀和應(yīng)用。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,我們可以根據(jù)這些字體來(lái)顯示所需的字符和符號(hào)。
六、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
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
R_W = 0;
D_I = 1; //D/I=HIGH : send data
E = 1;
Delay(1);
Delay(1); //enable pulse width >= 300ns
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);
command(0x30); //command 0x30 = Wake up #2
Delay(10);
command(0x30); //command 0x30= Wake up #3
Delay(10);
command(0x38); //Function set: 8-bit/2-line
command(0x10);
command(0x0c);
command(0x06); //Set cursor //Display ON; Cursor ON //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
R_W = 0;
Nybble();
i = i < 4; //Shift over by 4bits
P1 = i;
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();
P1 = i;
i = i < 4; //Shift over by 4 bits
P1 = i;
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); //Wait >40 msec after power is applied
P1 = 0x30;
Delay(30);
Nybble(); //command 0x30 = Wake up
Delay(10);
Nybble(); //command 0x30= Wake up #2
Delay(10);
Nybble(); //command 0x30 = Wake up #3
Delay(10);
P1 = 0x20;
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
}
這些初始化程序?yàn)槲覀兛焖賳?dòng)模塊提供了參考,工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。
七、質(zhì)量信息與注意事項(xiàng)
1. 質(zhì)量測(cè)試
| 測(cè)試項(xiàng)目 | 測(cè)試內(nèi)容 | 測(cè)試條件 | 注意事項(xiàng) |
|---|---|---|---|
| 高溫存儲(chǔ) | 長(zhǎng)時(shí)間施加高溫存儲(chǔ)溫度的耐久性測(cè)試 | +80?C ,48hrs | 2 |
| 低溫存儲(chǔ) | 長(zhǎng)時(shí)間施加低溫 |
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