探索Matrix Orbital LK204 - 25智能LCD顯示模塊
探索Matrix Orbital LK204 - 25智能LCD顯示模塊
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一款優(yōu)秀的顯示模塊能為項(xiàng)目帶來(lái)極大的便利。Matrix Orbital LK204 - 25智能LCD顯示模塊就是這樣一款值得深入研究的產(chǎn)品，下面我們就來(lái)詳細(xì)了解它。
文件下載：BLK204A-BK-WB.pdf
一、產(chǎn)品概述
LK204 - 25是一款旨在減少開發(fā)時(shí)間的智能LCD顯示模塊。它支持通過(guò)串行RS - 232/TTL和I2C協(xié)議進(jìn)行通信，能與幾乎任何控制器配合使用。其直觀的命令結(jié)構(gòu)可對(duì)顯示設(shè)置進(jìn)行軟件控制，如背光亮度、對(duì)比度和波特率等。此外，它還能在非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)多達(dá)32個(gè)自定義字符，方便隨時(shí)調(diào)用顯示。
1.1 顯示選項(xiàng)
該模塊有多種顏色可供選擇，包括標(biāo)準(zhǔn)的黃/綠、反色黃、流行的藍(lán)/白、清晰的白/灰以及適合夜間查看的反色紅。同時(shí)，還提供擴(kuò)展電壓和溫度選項(xiàng)，以滿足不同項(xiàng)目的需求。
1.2 配件
Matrix Orbital提供了使顯示模塊正常運(yùn)行所需的所有接口配件，如5V和12V電源電纜適配器、面包板電纜、串口電纜等。這些配件可在其電子商務(wù)網(wǎng)站（http://www.matrixorbital.com）上找到。
1.3 產(chǎn)品特性
- 顯示規(guī)格：20列×4行的字母數(shù)字液晶顯示屏。
- 通信協(xié)議：可選RS - 232、TTL或I2C通信協(xié)議。
- 通用輸出：六個(gè)5V - 20mA的通用輸出，適用于各種應(yīng)用。
- 通信速度：RS - 232最高可達(dá)57.6 kbps，I2C最高可達(dá)100 kbps。
- 溫度范圍：擴(kuò)展溫度范圍為 - 20°C至70°C，適用于極端環(huán)境。
- 電源供應(yīng)：提供擴(kuò)展電壓和高效電源。
- 字體設(shè)置：內(nèi)置字體，可自定義8個(gè)字符。
- 模塊連接：同一2線I2C接口最多可連接127個(gè)模塊。
- 可選功能：可選Dallas One - Wire總線，可與多達(dá)32個(gè)設(shè)備通信。
- 緩沖功能：全緩沖設(shè)計(jì)，無(wú)需傳輸延遲。
- 定制功能：可添加自定義啟動(dòng)屏幕。
- 軟件控制：軟件控制對(duì)比度和亮度，可配置長(zhǎng)達(dá)90分鐘的超時(shí)設(shè)置。
- 鍵盤支持：支持最多25鍵鍵盤，帶有10鍵緩沖區(qū)。
- 圖形顯示：支持水平或垂直條形圖。
- 安裝適配：可適配Matrix Orbital的安裝配件，無(wú)需修改。
二、硬件信息
2.1 DB - 9連接器
LK204 - 25通過(guò)DB - 9連接器與使用EIA232標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電平（±12V）的串行設(shè)備進(jìn)行接口。也可通過(guò)設(shè)置協(xié)議選擇跳線為TTL模式，以0至 + 5V的TTL電平進(jìn)行通信。還可通過(guò)DB - 9連接器的引腳9供電，但需設(shè)置Power Through DB - 9跳線。
2.2 電源/數(shù)據(jù)連接器
該連接器為顯示模塊提供標(biāo)準(zhǔn)電源。標(biāo)準(zhǔn)顯示模塊需要5V電源，寬電壓（V）版本需要9至15V，寬電壓且?guī)Ц咝?a target="_blank">電源模塊（VPT）版本需要9至35V。電壓通過(guò)4針電源/數(shù)據(jù)連接器的引腳1和4施加，引腳2和3用于串行傳輸，協(xié)議由協(xié)議選擇跳線決定。
2.3 協(xié)議選擇跳線
用于在RS - 232、TTL和I2C協(xié)議之間切換。默認(rèn)情況下，跳線設(shè)置為RS - 232模式。要切換到I2C模式，需移除232跳線上的焊錫跳，并將其放置在I2C跳線上；切換到TTL模式則移除232或I2C跳線上的零歐姆電阻，并焊接到TTL跳線上。
2.4 通用輸出
LK204 - 25的通用輸出可控制繼電器和其他外部設(shè)備，能提供高達(dá)20mA的電流和 + 5Vdc。若驅(qū)動(dòng)的設(shè)備需要較高電流且內(nèi)阻大于250歐姆，可移除240歐姆電阻并替換為跳線。連接繼電器時(shí)，需使用二極管和電容器進(jìn)行完全鉗位，以吸收產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。
2.5 Dallas 1 - Wire橋
該模塊提供可選的Dallas 1 - Wire橋，可連接多達(dá)32個(gè)1 - Wire設(shè)備。不過(guò)，顯示模塊通常不自帶此橋，需定制訂購(gòu)。
2.6 手動(dòng)覆蓋
可將LK204 - 25重置為出廠默認(rèn)設(shè)置。當(dāng)顯示模塊設(shè)置為未知波特率或I2C從地址且無(wú)法通信時(shí)，此功能很有用。操作步驟為：關(guān)閉顯示模塊電源，在手動(dòng)覆蓋引腳上放置跳線，開啟電源，此時(shí)模塊將設(shè)置為默認(rèn)值。
2.7 鍵盤接口連接器
允許最多5×5矩陣式鍵盤直接連接到顯示模塊。按鍵按下時(shí)，會(huì)在Tx通信線上自動(dòng)發(fā)送與按鍵關(guān)聯(lián)的字符。在I2C模式下，可關(guān)閉“自動(dòng)發(fā)送按鍵”功能，使按鍵保持在緩沖區(qū)以便輪詢。還可使用“分配按鍵代碼”命令更改每個(gè)按鍵關(guān)聯(lián)的字符。
三、故障排除
3.1 顯示模塊通電后不亮
首先確保使用正確的電源連接器，避免使用標(biāo)準(zhǔn)軟盤驅(qū)動(dòng)器電源電纜，因?yàn)槠湟_輸出可能不正確。接著檢查電源電纜的連續(xù)性，可嘗試更換電纜或電源。最后檢查L(zhǎng)K204 - 25的電源/數(shù)據(jù)連接器，若松動(dòng)或無(wú)法解決問(wèn)題，可聯(lián)系Matrix Orbital。
3.2 顯示模塊無(wú)法通信
檢查通信電纜的連續(xù)性，可嘗試更換電纜或使用不同的COM端口。確保顯示模塊設(shè)置為使用的通信協(xié)議，可通過(guò)檢查協(xié)議選擇跳線進(jìn)行更改。確保主機(jī)系統(tǒng)和顯示模塊使用相同的波特率，顯示模塊的默認(rèn)波特率為19200 bps。若通過(guò)I2C通信，確保數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的地址，顯示模塊的默認(rèn)從地址為0x50。必要時(shí)，可使用手動(dòng)覆蓋跳線將顯示模塊重置為默認(rèn)設(shè)置。
3.3 顯示模塊能通信但無(wú)法顯示文本
常見(jiàn)原因可能是對(duì)比度設(shè)置過(guò)低，可調(diào)整對(duì)比度設(shè)置，大多數(shù)環(huán)境下默認(rèn)設(shè)置128較為合適。需注意，最佳對(duì)比度設(shè)置可能會(huì)因溫度、視角和光照條件等因素而有所不同。
四、通信設(shè)置
4.1 I2C通信
LK204 - 25在I2C模式下能以100 KHz的速度通信，單個(gè)I2C通信線路可尋址127個(gè)單元。通信時(shí)，需在SCL和SDA通信線上放置標(biāo)稱值為1K至10K的上拉電阻。模塊的數(shù)據(jù)響應(yīng)會(huì)自動(dòng)通過(guò)RS232輸出，若主機(jī)要通過(guò)I2C查詢模塊，需發(fā)送命令254 / 160 / 0關(guān)閉RS232的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸。I2C數(shù)據(jù)線路通常工作在5V， - 1U風(fēng)格單元為3.3V。LK204 - 25使用8位尋址，第8位（最低有效位）為讀寫位，0表示寫地址，1表示讀地址。默認(rèn)讀地址為0x51，寫地址為0x50，可使用cmd 254 / 51 /
更改地址。4.2 更改I2C從地址
使用命令0xFE 0x33 [adr]（十六進(jìn)制）、254 51 [adr]（十進(jìn)制）或254 “3” [adr]（ASCII）可更改I2C從地址。確保地址為偶數(shù)，讀地址會(huì)自動(dòng)設(shè)置為比寫地址高1。
4.3 更改波特率
使用命令0xFE 0x39 [speed]（十六進(jìn)制）、254 57 [speed]（十進(jìn)制）或254 “9” [speed]（ASCII）可更改RS - 232端口的波特率。有效速度值在文檔中有詳細(xì)列表，若傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤，可通過(guò)設(shè)置手動(dòng)覆蓋跳線將模塊重置為19200 baud。此命令在I2C模式下不可用。
4.4 設(shè)置非標(biāo)準(zhǔn)波特率
使用命令0xFE 0xA4 [speed]（十六進(jìn)制）、254 164 [speed]（十進(jìn)制）可設(shè)置非標(biāo)準(zhǔn)波特率。參數(shù)[speed]通過(guò)公式speed = CrystalSpeed / (8 × DesiredBaud) - 1計(jì)算得出，范圍為12至2047，對(duì)應(yīng)波特率范圍為977至153,800 baud。設(shè)置超出此范圍可能導(dǎo)致顯示模塊工作異常，需使用手動(dòng)覆蓋跳線重置。此命令在I2C模式下不可用。
五、文本顯示控制
5.1 字符集和控制字符
LK204 - 25能顯示當(dāng)前字符集中定義的所有ASCII格式字符和字符串。同時(shí)支持一些ASCII控制字符，如0x08（退格）、0x0C（清屏/新頁(yè)面）、0x0D（回車）、0x0A（換行）。
5.2 自動(dòng)滾動(dòng)
可通過(guò)命令0xFE 0x51（十六進(jìn)制）、254 81（十進(jìn)制）或254 “Q”（ASCII）開啟自動(dòng)滾動(dòng)功能，當(dāng)文本到達(dá)最后一行末尾時(shí)，顯示內(nèi)容會(huì)向上滾動(dòng)以顯示新行。使用命令0xFE 0x52（十六進(jìn)制）、254 82（十進(jìn)制）或254 “R”（ASCII）可關(guān)閉自動(dòng)滾動(dòng)功能，此時(shí)文本到達(dá)最后一行末尾時(shí)會(huì)換行到顯示區(qū)域的左上角。
5.3 清屏和設(shè)置啟動(dòng)屏幕
使用命令0xFE 0x58（十六進(jìn)制）、254 88（十進(jìn)制）或254 “X”（ASCII）可立即清除顯示內(nèi)容。使用命令0xFE 0x40（十六進(jìn)制）、254 64（十進(jìn)制）或254 “@”（ASCII）可更改啟動(dòng)屏幕顯示的文本，發(fā)送該命令后緊接著發(fā)送要顯示的字符，字符會(huì)自動(dòng)換行。
5.4 光標(biāo)控制
可使用命令0xFE 0x47 [col] [row]（十六進(jìn)制）、254 71 [col] [row]（十進(jìn)制）或254 “G” [col] [row]（ASCII）手動(dòng)設(shè)置光標(biāo)位置。使用命令0xFE 0x48（十六進(jìn)制）、254 72（十進(jìn)制）或254 “H”（ASCII）可將光標(biāo)返回顯示區(qū)域的左上角。使用命令0xFE 0x4C（十六進(jìn)制）、254 76（十進(jìn)制）或254 “L”（ASCII）可將光標(biāo)向后移動(dòng)一個(gè)位置，使用命令0xFE 0x4D（十六進(jìn)制）、254 77（十進(jìn)制）或254 “M”（ASCII）可將光標(biāo)向前移動(dòng)一個(gè)位置。
5.5 光標(biāo)顯示
使用命令0xFE 0x4A（十六進(jìn)制）、254 74（十進(jìn)制）或254 “J”（ASCII）可顯示下劃線光標(biāo)，使用命令0xFE 0x4B（十六進(jìn)制）、254 75（十進(jìn)制）或254 “K”（ASCII）可關(guān)閉下劃線光標(biāo)。使用命令0xFE 0x53（十六進(jìn)制）、254 83（十進(jìn)制）或254 “S”（ASCII）可顯示閃爍塊光標(biāo)，使用命令0xFE 0x54（十六進(jìn)制）、254 84（十進(jìn)制）或254 “T”（ASCII）可關(guān)閉閃爍塊光標(biāo)。
六、特殊字符處理
6.1 創(chuàng)建自定義字符
使用命令254 78 [refID] [data]（十進(jìn)制）或254 “N” [refID] [data]（ASCII）可創(chuàng)建自定義字符。自定義字符是一個(gè)5×8像素矩陣，每行由一個(gè)字節(jié)值表示。創(chuàng)建后，可通過(guò)發(fā)送[refID]在當(dāng)前光標(biāo)位置顯示自定義字符。
6.2 保存和加載自定義字符
使用命令0xFE 0xC1 [Bank] [ID] [Data]（十六進(jìn)制）、254 193 [Bank] [ID] [Data]（十進(jìn)制）可將自定義字符保存到非易失性存儲(chǔ)器的指定存儲(chǔ)庫(kù)中。使用命令0xFE 0xC0 [Bank]（十六進(jìn)制）、254 192 [Bank]（十進(jìn)制）可將存儲(chǔ)庫(kù)中的自定義字符加載到易失性存儲(chǔ)器中。
6.3 保存啟動(dòng)屏幕自定義字符
使用命令0xFE 0xC2 [refID] [data]（十六進(jìn)制）、254 194 [refID] [data]（十進(jìn)制）可創(chuàng)建并保存用于啟動(dòng)屏幕的自定義字符。更改在電源循環(huán)后生效。
6.4 初始化和放置特殊字符
可使用相應(yīng)命令初始化和放置中等數(shù)字、大數(shù)字、水平條形圖、窄垂直條形圖和寬垂直條形圖等特殊字符。例如，使用0xFE 0x6D（十六進(jìn)制）、254 109（十進(jìn)制）或254 “m”（ASCII）初始化中等數(shù)字，使用0xFE 0x6F [Row] [Col] [Digit]（十六進(jìn)制）、254 111 [Row] [Col] [Digit]（十進(jìn)制）或254 “o” [Row] [Col] [Digit]（ASCII）放置中等數(shù)字。
七、通用輸出控制
7.1 通用輸出開關(guān)
使用命令0xFE 0x56 [Num]（十六進(jìn)制）、254 86 [Num]（十進(jìn)制）或254 “V” [Num]（ASCII）可關(guān)閉通用輸出，使用命令0xFE 0x57 [Num]（十六進(jìn)制）、254 87 [Num]（十進(jìn)制）或254 “W” [Num]（ASCII）可開啟通用輸出。
7.2 設(shè)置啟動(dòng)GPO狀態(tài)
使用命令0xFE 0xC3 [Num] [state]（十六進(jìn)制）、254 195 [Num] [state]（十進(jìn)制）可設(shè)置通用輸出在下次啟動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，0表示關(guān)閉，1表示開啟。
八、Dallas 1 - Wire通信
8.1 搜索1 - Wire設(shè)備
使用命令0xFE 0xC8 0x2（十六進(jìn)制）、254 200 2（十進(jìn)制）可搜索1 - Wire總線上的設(shè)備，返回包含每個(gè)設(shè)備信息的數(shù)據(jù)包。
8.2 1 - Wire事務(wù)
使用命令254 200 1 [flags] [SndBits] [RcvBits] [Data]（十進(jìn)制）可在1 - Wire總線上執(zhí)行單個(gè)事務(wù)，包括總線復(fù)位、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。需指定發(fā)送和接收的位數(shù)。
九、鍵盤控制
9.1 鍵盤接口
LK204 - 25支持最多25鍵的矩陣式鍵盤，可通過(guò)RS - 232自動(dòng)發(fā)送按鍵代碼，也可在I2C模式下進(jìn)行輪詢。
9.2 按鍵發(fā)送模式
使用命令0xFE 0x41（十六進(jìn)制）、254 65（十進(jìn)制）或254 “A”（ASCII）可開啟自動(dòng)發(fā)送按鍵功能，使用命令0xFE 0x4F（十六進(jìn)制）、254 79（十進(jìn)制）或254 “O”（ASCII）可關(guān)閉自動(dòng)發(fā)送按鍵功能，將按鍵緩沖，等待主機(jī)系統(tǒng)輪詢。
9.3 輪詢按鍵和清除按鍵緩沖區(qū)
使用命令0xFE 0x26（十六進(jìn)制）、254 38（十進(jìn)制）或254 “&”（ASCII）可輪詢按鍵，返回緩沖的按鍵代碼。使用命令0xFE 0x45（十六進(jìn)制）、254 69（十進(jìn)制）或254 “E”（ASCII）可清除未讀的按鍵。
9.4 設(shè)置消抖時(shí)間和自動(dòng)重復(fù)模式
使用命令0xFE 0x55 [time]（十六進(jìn)制）、254 85 [time]（十進(jìn)制）或254 “U” [time]（ASCII）可設(shè)置按鍵消抖時(shí)間，默認(rèn)值為8（約52ms）。使用命令0xFE 0x7E [mode]（十六進(jìn)制）、254 126 [mode]（十進(jìn)制）或254 “~” [mode]（ASCII）可設(shè)置自動(dòng)重復(fù)模式，有“重發(fā)按鍵”和“按鍵上下”兩種模式可供選擇。使用命令0xFE 0x60（十六進(jìn)制）、254 96（十進(jìn)制）或254 “‘”（ASCII）可關(guān)閉自動(dòng)重復(fù)模式。
9.5 分配鍵盤代碼
使用命令0xFE 0xD5 [KDown] [KUp]（十六進(jìn)制）、254 213 [KDown] [KUp]（十進(jìn)制）可重新分配矩陣式鍵盤按鍵對(duì)應(yīng)的代碼。
十、顯示功能設(shè)置
10.1 顯示開關(guān)和定時(shí)
使用命令0xFE 0x42 [min]（十六進(jìn)制）、254 66 [min]（十進(jìn)制）或254 “B” [min]（ASCII）可設(shè)置顯示在指定分鐘后開啟，最大定時(shí)為90分鐘，0表示立即開啟并保持開啟狀態(tài)。使用命令0xFE 0x46（十六進(jìn)制）、254 70（十進(jìn)制）或254 “F”（ASCII）可立即關(guān)閉顯示。
10.2 亮度和對(duì)比度設(shè)置
使用命令0xFE 0x99 [brightness]（十六進(jìn)制）
-
LCD顯示模塊
+關(guān)注
關(guān)注
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