探索Matrix Orbital LCD0821智能LCD顯示屏：功能、設置與應用

一、引言

在電子設計領域，一款優(yōu)秀的LCD顯示屏能極大提升項目的用戶體驗和功能實現(xiàn)。Matrix Orbital的LCD0821智能LCD顯示屏就是這樣一款值得關注的產(chǎn)品。它為開發(fā)者提供了便捷的解決方案，減少了開發(fā)時間，并且具備豐富的功能和靈活的配置選項。本文將深入介紹LCD0821的各個方面，包括其特點、硬件信息、通信方式、文本顯示、特殊字符處理、通用輸出、顯示功能、數(shù)據(jù)安全以及雜項功能等，幫助電子工程師更好地了解和使用這款顯示屏。

文件下載：LCD0821.pdf

二、產(chǎn)品概述

2.1 產(chǎn)品特點

LCD0821是一款8列2行的字母數(shù)字液晶顯示屏，具有以下顯著特點：

多種通信協(xié)議：支持RS - 232/TTL和I2C協(xié)議，可與幾乎任何控制器配合使用，通信速度快，RS - 232可達57.6 kbps，I2C可達100 kbps。
通用輸出：具備一個5V - 20mA的通用輸出，可用于多種應用，如控制繼電器等外部設備。
溫度和電壓適應范圍廣：有擴展溫度選項（-20°C至70°C）和擴展電壓電源，能適應極端環(huán)境。
自定義字符：內(nèi)置字體可存儲多達8個用戶定義字符，還可在非易失性存儲器中存儲多達40個自定義字符，如條形圖、中大型數(shù)字等字符集。
軟件控制：可通過軟件控制對比度、亮度，并可配置長達90分鐘的超時設置。
多顏色可選：提供多種顏色選項，如標準的黃綠、反黃、藍白、白灰以及適合夜間觀看的反紅等。

2.2 連接與軟件安裝

2.2.1 連接到PC

將LCD0821連接到PC進行功能測試，需要標準的RS - 232 9針串口電纜和修改后的5V電源適配器。連接步驟如下：

將串口電纜插入所需的COM端口。
將修改后的5V電源適配器連接到PC電源供應的電源線（需打開計算機機箱）。
將串口電纜連接到顯示屏背面的DB - 9連接器。
將5V電源適配器連接到顯示屏背面的4針連接器。

注意：不要使用標準的軟盤驅(qū)動器電源連接器，否則會因電壓不正確而損壞顯示模塊。

2.2.2 安裝軟件

Matrix Orbital提供了uProject軟件，用于測試字母數(shù)字顯示屏的所有功能。安裝步驟如下：

將Matrix Orbital CD - ROM插入CD驅(qū)動器。
找到“CD - drive:Download”目錄下的uProject.exe文件。
將uProject.exe復制到想要運行的目錄。
雙擊“uProject.exe”。

首次運行uProject時，需檢查COM設置中的信息，確保正確輸入后即可控制圖形顯示屏的所有功能。

三、硬件信息

3.1 電源/數(shù)據(jù)連接器

LCD0821的電源/數(shù)據(jù)連接器為顯示模塊供電，標準顯示模塊需要5V電壓，寬電壓（V）型號需要9 - 15V電壓。電壓通過4針電源/數(shù)據(jù)連接器的1號和4號引腳施加，2號和3號引腳用于串行傳輸，可根據(jù)協(xié)議選擇跳線選擇RS - 232/TTL或I2C協(xié)議。

3.2 RS - 232 接口

RS - 232接口提供了另一種串行傳輸連接器，僅用于RS - 232傳輸。

3.3 手動重置

手動重置功能可將LCD0821恢復到出廠默認設置。操作步驟如下：

關閉顯示模塊電源。
在手動重置引腳上放置跳線。
打開顯示模塊電源。
顯示模塊將設置為默認值，如亮度255、波特率19.2 kbps、I2C從地址0x50等。
編輯并保存設置。

3.4 通用輸出

LCD0821的通用輸出可提供高達20mA的電流和+5Vdc，可用于控制繼電器和其他外部設備。若驅(qū)動的設備需要較高電流且內(nèi)部電阻大于250歐姆，可移除240歐姆電阻并更換為跳線。但連接繼電器時，需使用二極管和電容器進行完全鉗位，以吸收產(chǎn)生的電動勢。

3.5 協(xié)議選擇跳線

協(xié)議選擇跳線可在RS - 232、TTL和I2C協(xié)議之間切換顯示模塊。默認情況下，跳線設置為RS - 232模式，若要切換到I2C模式，需移除232跳線上的焊錫跳線并放置在I2C跳線上；若要切換到TTL模式，只需移除232或I2C跳線上的零歐姆電阻并焊接到TTL跳線上。

四、通信方式

4.1 I2C通信

LCD0821在I2C模式下能夠以100 KHz的速度通信，單個I2C通信線路上可尋址127個單元。通信時，需在SCL和SDA通信線路上放置標稱值為1K - 10K的上拉電阻。模塊的數(shù)據(jù)響應會自動通過RS232輸出，若主機要通過I2C查詢模塊，需發(fā)送命令254 / 160 / 0關閉RS232的數(shù)據(jù)自動傳輸。I2C數(shù)據(jù)線路通常工作在5V，-1U風格的單元工作在3.3V。LCD0821使用8位尋址，第8位（最低有效位LSB）作為讀寫位，0表示寫地址，1表示讀地址。默認讀地址為0x51，寫地址為0x50，可通過cmd 254 / 51 /

更改地址。

典型的I2C事務包含起始序列、尋址、信息和停止序列四個部分。例如，要寫入“HELLO”消息，事務算法如下：	步驟	操作
START	數(shù)據(jù)線路SDA從高到低切換，時鐘線路SCL為高
Address	寫入地址0x50
Information	發(fā)送信息0x48 0x45 0x4C 0x4C 0x4F
STOP	數(shù)據(jù)線路SDA從低到高切換，時鐘線路SCL為高

4.2 串行通信

LCD0821除了支持I2C通信外，還通過RS - 232協(xié)議進行本地通信，默認波特率為19,200 bps，支持9600 - 115,200 bps的標準波特率，也可通過命令164（0xA4）設置非標準波特率。通過設置協(xié)議選擇跳線為TTL，可使顯示模塊在0 - +5V的TTL電平下通信。

4.3 更改通信參數(shù)

4.3.1 更改I2C從地址

通過發(fā)送命令0xFE 0x33 [adr]（十六進制）、254 51 [adr]（十進制）或254 “3” [adr]（ASCII）可更改I2C從地址，新地址必須為偶數(shù)，讀地址自動設置為比寫地址高1。

4.3.2 更改波特率

發(fā)送命令0xFE 0x39 [speed]（十六進制）、254 57 [speed]（十進制）或254 “9” [speed]（ASCII）可將RS - 232端口設置為指定的波特率。有效波特率對應的十六進制值如下：	十六進制值	波特率
53	1200
29	2400
CF	4800
67	9600
33	19200
22	28800
19	38400
10	57600
8	115200

注意：此命令在I2C模式下不可用。

4.3.3 設置非標準波特率

使用命令0xFE 0xA4 [speed]（十六進制）、254 164 [speed]（十進制）可將RS - 232端口設置為非標準波特率。[speed]通過公式speed = CrystalSpeed / (8 × DesiredBaud) - 1計算，范圍為12 - 2047，對應波特率范圍為977 - 153,800 baud。實際波特率必須在預期波特率的3%以內(nèi)，設備才能正常通信。

五、文本顯示

5.1 字符集與控制字符

LCD0821能夠顯示當前字符集定義的所有ASCII格式字符和字符串，默認字體集為日語（-WB顏色選項除外）。同時，它支持以下ASCII控制字符：

0x08：退格
0x0C：清屏/新頁面
0x0D：回車
0x0A：換行

5.2 文本控制命令

5.2.1 自動滾動

自動滾動開啟：發(fā)送命令0xFE 0x51（十六進制）、254 81（十進制）或254 “Q”（ASCII）可開啟自動滾動，當文本到達最后一行末尾時，顯示內(nèi)容會向上移動以顯示新的文本行。
自動滾動關閉：發(fā)送命令0xFE 0x52（十六進制）、254 82（十進制）或254 “R”（ASCII）可關閉自動滾動，文本到達最后一行末尾時會回到顯示區(qū)域的左上角。

5.2.2 清屏

發(fā)送命令0xFE 0x58（十六進制）、254 88（十進制）或254 “X”（ASCII）可立即清除顯示屏的所有內(nèi)容。

5.2.3 更改啟動屏幕

發(fā)送命令0xFE 0x40（十六進制）、254 64（十進制）或254 “@”（ASCII），后跟要顯示的字符，可更改LCD0821啟動時顯示的文本。

5.2.4 自動換行

自動換行開啟：發(fā)送命令0xFE 0x43（十六進制）、254 67（十進制）或254 “C”（ASCII）可開啟自動換行，當當前行滿時，光標會自動跳到下一行。
自動換行關閉：發(fā)送命令0xFE 0x44（十六進制）、254 68（十進制）或254 “D”（ASCII）可關閉自動換行，顯示行的順序會變?yōu)榻惶婺Ｊ健?/li>

5.2.5 光標控制

設置光標位置：發(fā)送命令0xFE 0x47 [col] [row]（十六進制）、254 71 [col] [row]（十進制）或254 “G” [col] [row]（ASCII）可手動設置光標位置。
返回主頁：發(fā)送命令0xFE 0x48（十六進制）、254 72（十進制）或254 “H”（ASCII）可將光標返回顯示區(qū)域的左上角。
光標移動：發(fā)送命令0xFE 0x4C（十六進制）、254 76（十進制）或254 “L”（ASCII）可將光標向后移動一個空格；發(fā)送命令0xFE 0x4D（十六進制）、254 77（十進制）或254 “M”（ASCII）可將光標向前移動一個空格。
光標樣式控制：發(fā)送命令0xFE 0x4A（十六進制）、254 74（十進制）或254 “J”（ASCII）可開啟下劃線光標；發(fā)送命令0xFE 0x4B（十六進制）、254 75（十進制）或254 “K”（ASCII）可關閉下劃線光標；發(fā)送命令0xFE 0x53（十六進制）、254 83（十進制）或254 “S”（ASCII）可開啟閃爍塊光標；發(fā)送命令0xFE 0x54（十六進制）、254 84（十進制）或254 “T”（ASCII）可關閉閃爍塊光標。

六、特殊字符處理

6.1 創(chuàng)建自定義字符

LCD0821允許添加多達8個自定義字符，每個自定義字符是一個5×8像素矩陣，每行由一個字節(jié)值表示。通過發(fā)送命令254 78 [refID] [data]（十進制）或254 “N” [refID] [data]（ASCII）可創(chuàng)建自定義字符，[refID]為字符參考ID（0 - 7），[data]為8字節(jié)的字符數(shù)據(jù)。創(chuàng)建后，發(fā)送[refID]即可在當前光標位置顯示自定義字符。

6.2 保存和加載自定義字符

6.2.1 保存自定義字符

發(fā)送命令0xFE 0xC1 [Bank] [ID] [Data]（十六進制）、254 193 [Bank] [ID] [Data]（十進制）可將自定義字符保存到非易失性存儲器的指定內(nèi)存銀行（0 - 4）中。默認情況下，內(nèi)存銀行0包含啟動屏幕使用的字符。

6.2.2 加載自定義字符

發(fā)送命令254 192 [Bank]（十進制）可將指定內(nèi)存銀行中的自定義字符加載到易失性存儲器中，以便使用。

6.2.3 保存啟動屏幕自定義字符

發(fā)送命令0xFE 0xC2 [refID] [data]（十六進制）、254 194 [refID] [data]（十進制）可創(chuàng)建并保存用于啟動屏幕的自定義字符。

6.3 初始化和放置特殊字符

6.3.1 初始化中號數(shù)字

發(fā)送命令0xFE 0x6D（十六進制）、254 109（十進制）或254 “m”（ASCII）可將默認的中號數(shù)字字符加載到易失性存儲器中，以便使用“放置中號數(shù)字”命令。

6.3.2 放置中號數(shù)字

發(fā)送命令0xFE 0x6F [Row] [Col] [Digit]（十六進制）、254 111 [Row] [Col] [Digit]（十進制）或254 “o” [Row] [Col] [Digit]（ASCII）可在指定的行和列位置放置中號數(shù)字（0 - 9）。

6.3.3 初始化水平條形圖

發(fā)送命令0xFE 0x68（十六進制）、254 104（十進制）或254 “h”（ASCII）可將默認的水平條形字符加載到易失性存儲器中，以便使用“放置水平條形圖”命令。

6.3.4 放置水平條形圖

發(fā)送命令254 124 [Col] [Row] [Dir] [Length]（十進制）或254 “|” [Col] [Row] [Dir] [Length]（ASCII）可在指定的行和列位置放置水平條形圖，[Dir]為條形數(shù)據(jù)的方向（0表示向右，1表示向左），[Length]為條形圖的像素大小。

6.3.5 初始化垂直條形圖

窄垂直條形圖：發(fā)送命令0xFE 0x73（十六進制）、254 115（十進制）或254 “s”（ASCII）可將窄垂直條形字符加載到易失性存儲器中。
寬垂直條形圖：發(fā)送命令0xFE 0x76（十六進制）、254 118（十進制）或254 “v”（ASCII）可將寬垂直條形字符加載到易失性存儲器中。

6.3.6 放置垂直條形圖

發(fā)送命令0xFE 0x3D [Column] [Length]（十六進制）、254 61 [Column] [Length]（十進制）或254 “=” [Column] [Length]（ASCII）可在指定的列位置放置垂直條形圖，[Length]為條形圖的像素大小。

七、通用輸出控制

LCD0821有3個軟件控制的通用輸出（GPO），可連接LED等設備，提供高達20mA的電流和5V電壓。

7.1 通用輸出關閉

發(fā)送命令254 86 [Num]（十進制）或254 “V” [Num]（ASCII）可關閉指定編號的通用輸出，關閉表示輸出被拉高。

7.2 通用輸出開啟

發(fā)送命令0xFE 0x57 [Num]（十六進制）、254 87 [Num]（十進制）或254 “W” [Num]（ASCII）可開啟指定編號的通用輸出，開啟表示輸出被拉低。

7.3 設置啟動GPO狀態(tài)

發(fā)送命令0xFE 0xC3 [Num] [state]（十六進制）、254 195 [Num] [state]（十進制）可設置下一次上電時GPO的啟動狀態(tài)，[state]為0表示關閉，1表示開啟。

八、顯示功能設置

8.1 顯示開關

8.1.1

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探索Matrix Orbital LCD0821智能LCD顯示屏：功能、設置與應用

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一、引言

二、產(chǎn)品概述

2.1 產(chǎn)品特點

2.2 連接與軟件安裝

2.2.1 連接到PC

2.2.2 安裝軟件

三、硬件信息

3.1 電源/數(shù)據(jù)連接器

3.2 RS - 232 接口

3.3 手動重置

3.4 通用輸出

3.5 協(xié)議選擇跳線

四、通信方式

4.1 I2C通信

4.2 串行通信

4.3 更改通信參數(shù)

4.3.1 更改I2C從地址

4.3.2 更改波特率

4.3.3 設置非標準波特率

五、文本顯示

5.1 字符集與控制字符

5.2 文本控制命令

5.2.1 自動滾動

5.2.2 清屏

5.2.3 更改啟動屏幕

5.2.4 自動換行

5.2.5 光標控制

六、特殊字符處理

6.1 創(chuàng)建自定義字符

6.2 保存和加載自定義字符

6.2.1 保存自定義字符

6.2.2 加載自定義字符

6.2.3 保存啟動屏幕自定義字符

6.3 初始化和放置特殊字符

6.3.1 初始化中號數(shù)字

6.3.2 放置中號數(shù)字

6.3.3 初始化水平條形圖

6.3.4 放置水平條形圖

6.3.5 初始化垂直條形圖

6.3.6 放置垂直條形圖

七、通用輸出控制

7.1 通用輸出關閉

7.2 通用輸出開啟

7.3 設置啟動GPO狀態(tài)

八、顯示功能設置

8.1 顯示開關

8.1.1

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七、通用輸出控制

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