NHD - 0240AZ - FL - GBW字符液晶显示模块技术解析

在电子设备的设计中，液晶显示模块是人机交互的重要组成部分。今天我们来详细解析Newhaven Display International推出的NHD - 0240AZ - FL - GBW字符液晶显示模块。

文件下载：NHD-0240AZ-FL-GBW.pdf

一、模块概述

NHD - 0240AZ - FL - GBW是一款2行x40字符的液晶显示模块。从型号上看：

• “NHD - ”代表Newhaven Display。
• “0240 - ”表示2行x40字符的显示规格。
• “AZ - ”是该模块的特定型号。
• “F - ”说明采用了半透反射技术。
• “L - ”表示配备黄色/绿色LED背光源。
• “G - ”代表STN（超扭曲向列）灰色显示。
• “B - ”意味着最佳视角为6:00方向。
• “W - ”表示具备宽温度范围特性，并且该模块符合RoHS标准。

二、功能与特性

显示规格

• 拥有2行x40字符的显示能力，能满足一定的信息展示需求。

  内置控制器

  内置ST7066U控制器，其详细规格可从http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf下载。

  电源要求

• 采用 +5.0V电源供电。
• 工作时采用1/16 duty，1/5 bias。

三、引脚说明与接线图

Pin No.	Symbol	External Connection	Function Description
1	VSS	Power Supply Ground	电源地
2	VDD	Power Supply	逻辑供电电压（+5.0V）
3	V0	Power Supply	对比度供电电压（约0.5V）
4	RS	MPU	寄存器选择信号，RS = 0为命令，RS = 1为数据
5	R/W	MPU	读写选择信号，R/W = 1为读，R/W = 0为写
6	E	MPU	操作使能信号，下降沿触发
7 - 10	DB4 - DB7	MPU	高4位双向三态数据总线
11 - 14	DB0 - DB3	MPU	低4位双向三态数据总线（4位操作时不使用）
15	LED +	Power Supply	背光源阳极（通过板载电阻接+5.0V）
16	LED -	Power Supply	背光源阴极（接地）

推荐使用2.54mm间距的引脚作为LCD连接器。

四、电气与光学特性

电气特性

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
工作温度范围	TOP	Absolute Max	-20	-	+70	⁰C
存储温度范围	TST	Absolute Max	-30	-	+80	⁰C
电源电压	VDD	-	4.8	5.0	5.2	V
电源电流	IDD	VDD = 5.0V	1.0	2.5	3.0	mA
LCD对比度电压	VLCD	TOP = 25°C	4.3	4.5	4.7	V
“H” 电平输入	VIH	-	0.7 * VDD	-	VDD	V
“L” 电平输入	VIL	-	VSS	-	0.6	V
“H” 电平输出	VOH	-	3.9	-	VDD	V
“L” 电平输出	VOL	-	VSS	-	0.4	V
背光源电源电压	VLED	-	4.8	5.0	5.2	V
背光源电源电流	ILED	VLED = 5.0V	120	140	160	mA

光学特性

Item	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
最佳视角（Top）	ϕY +	CR ≥ 2	-	40	-	⁰
最佳视角（Bottom）	ϕY -	-	60	-	⁰
最佳视角（Left）	θX -	-	60	-	⁰
最佳视角（Right）	θX +	-	60	-	⁰
对比度	CR	-	2	5	-	-
响应时间（Rise）	TR	TOP = 25°C	-	150	250	ms
响应时间（Fall）	TF	-	200	300	ms

五、控制器信息

内置的ST7066U控制器支持多种指令操作，以下是部分常用指令：	Instruction	Instruction code	Description	270 KHZ Execution time (fosc = )
Clear Display	0 0 0 0 0 0 0 0 0 1	向DDRAM写入 “20H” 并将DDRAM地址从AC设置为 “00H”	1.52ms
Return Home	0 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
Entry mode Set	0 0 0 0 0 0 0 1 I/D SH	设置光标移动方向和显示移位，在数据读写时执行	37µs
Display ON/ OFF control	0 0 0 0 0 0 1 D C B	D = 1：整个显示开启；C = 1：光标开启；B = 1：闪烁光标开启	37µs
Cursor or Display shift	0 0 0 0 0 1 S/C R/L - -	设置光标移动和显示移位控制位及方向，不改变DDRAM数据	37µs
Function set	0 0 0 0 1 DL N F - -	DL：接口数据为8/4位；N：行数为2/1；F：字体大小为5x11/5x8	37µs

六、时序特性

从MPU向ST7066U写数据

参数	描述	引脚	Min	Typ	Max	单位
Tc	使能周期时间	Pin E	1200	-	-	ns
TPW	使能脉冲宽度	Pin E	140	-	-	ns
TR,TF	使能上升/下降时间	Pin E	-	-	25	ns
TAS	地址建立时间	Pins: RS,RW,E	0	0	-	ns
TAH	地址保持时间	Pins: RS,RW,E	10	-	-	ns
TDSW	数据建立时间	Pins: DB0 - DB7	40	-	-	ns
TH	数据保持时间	Pins: DB0 - DB7	10	-	-	ns

从ST7066U向MPU读数据

参数	描述	引脚	Min	Typ	Max	单位
Tc	使能周期时间	Pin E	1200	-	0	ns
TPW	使能脉冲宽度	Pin E	140	-	-	ns
TR,TF	使能上升/下降时间	Pin E	-	-	25	ns
TAS	地址建立时间	Pins: RS,RW,E	0	0	-	ns
TAH	地址保持时间	Pins: RS,RW,E	10	-	-	ns
TDDR	数据建立时间	Pins: DB0 - DB7	-	-	100	ns
TH	数据保持时间	Pins: DB0 - DB7	10	-	-	ns

七、初始化程序

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
}

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 4 bits
    P1 = i;
    Nybble(); //Send upper 4 bits
}

void write(char i) 
{ 
    P1 = i; //put data on output Port 
    R_W = 0; 
    D_I = 1; //D/I=HIGH : send data 
    Nybble(); 
    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);
    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
}

八、质量信息与注意事项

质量测试

Test Item	Content of Test	Test Condition	Note
High Temperature storage	长时间施加高存储温度的耐久性测试	+80⁰C , 48hrs	2
Low Temperature storage	长时间施加低存储温度的耐久性测试	-30⁰C , 48hrs	1,2
High Temperature Operation	长时间施加电应力（电压和电流）和高热应力的耐久性测试	+70⁰C 48hrs	2
Low Temperature Operation	长时间施加电应力（电压和电流）和低热应力的耐久性测试	-20⁰C , 48hrs	1,2
High Temperature / Humidity Operation	长时间施加电应力（电压和电流）以及高温高湿应力的耐久性测试	+40⁰C , 90% RH , 48hrs	1,2
Thermal Shock resistance	在高低热应力循环期间施加电应力（电压和电流）的耐久性测试	0⁰C,30min -> 25⁰C,5min -> 50⁰C,30min = 1 cycle 10 cycles
Vibration test	施加振动以模拟运输和使用的耐久性测试	10 - 55Hz , 15mm振幅。每个方向（X,Y,Z）60秒，共15分钟	3
Static electricity test	施加静电放电的耐久性测试	VS = 800V, RS = 1.5kΩ, CS = 100pF One time

注意事项

• 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。

在使用NHD - 0240AZ - FL - GBW字符液晶显示模块时，工程师们需要综合考虑其各项特性和参数，合理设计电路和编写程序，以确保模块的正常运行。你在实际使用该模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。