Newhaven Display NHD - 0116GZ - NSR - FBW液晶显示模块技术解析

一、产品概述

Newhaven Display推出的NHD - 0116GZ - NSR - FBW字符液晶显示模块，适用于多种电子设备显示场景。其型号含义丰富，“NHD”代表Newhaven Display，“0116”表示1行16字符显示，“GZ”为特定型号，“N”是透射型，“SR”代表侧面红色LED背光，“F”为FSTN（负性），“B”表示6:00视角，“W”意味着宽温度范围（ - 20°C~ + 70°C），并且该产品符合RoHS标准。

文件下载：NHD-0116GZ-NSR-FBW.pdf

二、功能与特性

2.1 显示规格

该模块为1行16字符显示，内置SPLC780D或等效控制器，采用 + 5.0V电源供电，具备1/16 duty、1/5 bias的驱动方式。

2.2 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	-	4.7	5.0	5.5	V
电源电流	IDD	Ta = 25°C，VDD = 5.0V	-	1.5	2.5	mA
LCD电源（对比度）	VDD - V0	Ta = 25°C	-	4.5	-	V
“H” 电平输入	Vih	-	2.2	-	VDD	V
“L” 电平输入	Vil	-	0	-	0.6	V
“H” 电平输出	Voh	-	2.4	-	-	V
“L” 电平输出	Vol	-	-	-	0.4	V
背光电源电压	Vled	-	-	5.0	-	V
背光电源电流	Iled	Vled = 5.0V	-	30	-	mA

2.3 光学特性

项目	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
垂直视角（顶部）	AV	Cr ≥ 3	-	20	-	°
垂直视角（底部）	AV	Cr ≥ 3	-	50	-	°
水平视角（左侧）	AH	Cr ≥ 3	-	30	-	°
水平视角（右侧）	AH	Cr ≥ 3	-	30	-	°
对比度	Cr	-	3	5	-	-
响应时间（上升）	Tr	-	-	150	250	ms
响应时间（下降）	Tf	-	-	150	250	ms

三、引脚分配与说明

3.1 引脚分配

引脚号	符号	外部连接	功能描述
1	VSS	电源	接地
2	VDD	电源	逻辑电源电压（ + 5.0V）
3	V0	调节电源	对比度电源（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	四个低阶双向三态数据总线，4位操作时不使用
11 - 14	DB4 – DB7	MPU	四个高阶双向三态数据总线
15	LED +	电源	LED背光电源（通过板载电阻 + 5.0V）
16	LED -	电源	背光接地

3.2 推荐连接器

推荐使用2.54mm间距引脚的LCD连接器，背光连接器信息未明确给出。

四、控制器信息

模块内置SPLC780D控制器，其规格可从http://www.newhavendisplay.com/app_notes/SPLC780D.pdf下载。

五、指令表

指令	指令代码	描述	执行时间（fosc = 270KHz）
清除显示	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
返回主页	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/D S	指定光标移动方向并启用整个显示的移动	38us
显示开/关控制	0 0 0 0 0 0 1 C B	设置显示（D）、光标（C）和光标闪烁（B）的开/关控制位	38μs
光标或显示移动	0 0 0 0 0 1 S/C R/L - -	设置光标移动和显示移动控制位及方向，不改变DDRAM数据	38μS
功能设置	0 0 0 0 1 DL N - -	设置接口数据长度（DL：8位/4位）、显示行数（N：2行/1行）和显示字体类型（F：5x10点/5x8点）	38μs
设置CGRAM地址	0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 ACO	在地址计数器中设置CGRAM地址	38μs
设置DDRAM地址	0 0 1 AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 ACO	在计数器中设置DDRAM地址	38us
读取忙标志和地址计数器	0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 ACO	通过读取BF可知是否处于内部操作，也可读取地址计数器内容	-
写数据到RAM	1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D1 DO	将数据写入内部（DDRAM/CGRAM）	38us
从RAM读取数据	1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D1 DO	从内部RAM（DDRAM/CGRAM）读取数据	38us

六、显示字符地址代码

显示位置	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
DDRAM地址	00	01	02	03	04	05	06	07	40	41	42	43	44	45	46	47

七、时序特性

7.1 写模式（从MPU向SPLC780D写数据）

特性	符号	限制（最小值）	限制（典型值）	限制（最大值）	单位	测试条件
E周期时间	to	500	-	-	ns	引脚E
E脉冲宽度	tPw	230	-	-	ns	引脚E
E上升/下降时间	tR,tF	-	-	20	ns	引脚E
地址建立时间	tsP1	40	-	-	ns	引脚：RS, RW, E
地址保持时间	HO1	10	-	-	ns	引脚：RS, RW, E
数据建立时间	tsP2	80	-	-	ns	引脚：DB0 - DB7
数据保持时间	tHO2	10	-	-	ns	引脚：DB0 - DB7

7.2 读模式（从SPLC780D向MPU读数据）

特性	符号	限制（最小值）	限制（典型值）	限制（最大值）	单位	测试条件
E周期时间	to	500	-	-	ns	引脚E
E脉冲宽度	tv	230	-	-	ns	引脚E
E上升/下降时间	tR,tF	-	-	20	ns	引脚E
地址建立时间	tsP1	40	-	-	ns	引脚：RS, RW, E
地址保持时间	tHD1	10	-	-	ns	引脚：RS, RW, E
数据输出延迟时间	to	-	-	120	ns	引脚：DB0 - DB7
数据保持时间	HD2	5.0	-	-	ns	引脚DB0 - DB7

八、初始化程序

8.1 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); //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(0x10); //Set cursor
    command(0x0c); //Display ON; Cursor ON 
    command(0x06); //Entry mode set
}

8.2 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; //R/W=LOW: Write
    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
}

九、质量信息

测试项目	测试内容	测试条件	注意事项
高温存储	长时间施加高温存储温度的耐久性测试	+ 80°C，48小时	2
低温存储	长时间施加低温存储温度的耐久性测试	- 30°C，48小时	1,2
高温操作	长时间施加电应力（电压和电流）和高温热应力的耐久性测试	+ 70°C，48小时	2
低温操作	长时间施加电应力（电压和电流）和低温热应力的耐久性测试	- 20°C，48小时	1,2
高温/湿度操作	长时间施加电应力（电压和电流）、高温和高湿度应力的耐久性测试	+ 40°C，90% RH，48小时	1,2
热冲击抗性	在高低温应力循环期间施加电应力（电压和电流）的耐久性测试	0°C，30分钟 -> 25°C，5分钟 -> 50°C，30分钟 = 1个周期，共10个周期	-
振动测试	施加振动以模拟运输和使用的耐久性测试	10 - 55Hz，15mm振幅，每个X、Y、Z方向60秒，共15分钟	3
静电测试	施加静电放电的耐久性测试	VS = 800V，RS = 1.5kΩ，CS = 100pF，一次	-

注意事项：

1. 注意观察是否有冷凝现象。
2. 在25°C、0%RH下存储4小时后进行测试。
3. 测试在产品本身进行，而非在容器内。

十、使用注意事项与保修信息

使用LCD/LCM时的注意事项可参考www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf。保修信息和条款可查看http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms 。

在实际设计中，工程师们需要根据具体需求合理运用这些特性和参数，确保模块的稳定运行。大家在使用这款模块时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。