VK202 - 25 智能顯示屏：設(shè)計與應用的全方位解析

在電子設(shè)備設(shè)計領(lǐng)域，一款優(yōu)秀的顯示屏對于提升產(chǎn)品的用戶體驗和功能實現(xiàn)至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討 VK202 - 25 智能顯示屏，從其特性、連接方式、軟硬件設(shè)置到故障排除等方面進行詳細分析。

文件下載：BVC2021-AL.pdf

一、VK202 - 25 簡介

VK202 - 25 是一款智能字母數(shù)字液晶顯示屏，旨在為各類項目提供即時解決方案，從而縮短開發(fā)時間。它具有以下顯著特點：

1. 多種通信協(xié)議：標準型號支持 RS232、TTL 和 I2C 協(xié)議，而 USB 通信型號則可連接到各種主機控制器，串口協(xié)議通信速度高達 115.2kbps，I2C 為 100kbps，確保顯示更新迅速。
2. 簡單命令結(jié)構(gòu)：可輕松控制背光亮度、屏幕對比度和波特率等設(shè)置。
3. 自定義字符：板載內(nèi)存可保存多達四十個自定義字符，用于啟動屏幕、條形圖或更大數(shù)字的顯示。
4. 用戶輸入與輸出：配備 5x5 矩陣式鍵盤用于用戶輸入，六個通用輸出提供 5V 可切換電源，還可選配 Dallas One - Wire 接口，可連接多達 32 個設(shè)備。
5. 多種選擇：有多種顏色、電壓和溫度選項，適用于各種應用場景。

二、快速連接指南

（一）可用接口

（二）標準模塊連接

1. 推薦配件
   • 通信/電源電纜（SCCPC5V）：提供簡單的連接方式，DB9 和軟盤電源接口可滿足顯示屏的輸入需求。
   • 面包板電纜（BBC）：提供靈活的四針連接，方便在面包板環(huán)境中使用。
2. 串口連接
   • 設(shè)置協(xié)議選擇跳線：RS232 模式需連接 232 協(xié)議盒中的三個跳線；TTL 模式連接 TTL 協(xié)議盒中的兩個跳線，且需移除其他未使用協(xié)議盒的跳線。
   • 進行連接：將通信/電源電纜的四針母頭連接到顯示屏的通信/電源接口，將串口電纜的公頭插入通信/電源電纜的 DB9 接口，再將母頭連接到計算機的通信端口，最后連接軟盤電源電纜。
   • 開始開發(fā)：使用 uProject 或終端程序開始開發(fā)，可參考 www.matrixorbital.ca/appnotes 上的應用筆記。
3. I2C 連接
   • 設(shè)置協(xié)議選擇開關(guān)：確保 I2C 協(xié)議盒中的兩個跳線連接，其他跳線斷開。
   • 進行連接：將面包板電纜連接到顯示屏的通信/電源接口，并將四根線插入面包板，紅色線接電源，黑色線接地，綠色和黃色線分別連接到控制器的時鐘和數(shù)據(jù)線，同時使用 1 - 10KΩ 的電阻將時鐘和數(shù)據(jù)線拉高到 5V。
   • 開始開發(fā)：可參考 Matrix Orbital AppNote 部分的示例，但由于控制器和編程語言眾多，開發(fā)過程中若遇到問題，可切換協(xié)議或在論壇尋求支持。

（三）USB 模塊連接

1. 推薦配件：推薦使用外部迷你 USB 電纜（EXTMUSB3FT），可連接顯示屏的迷你 B 型接口和計算機的標準 A 型 USB 接口。
2. 連接步驟
   • 設(shè)置協(xié)議選擇跳線：VK202 - 25 - USB 僅支持 USB 協(xié)議，其特定硬件不允許使用其他協(xié)議，協(xié)議選擇跳線不可移動。
   • 進行連接：將外部迷你 USB 電纜的迷你 B 型接口插入顯示屏，另一端插入計算機的 USB 接口。
   • 安裝驅(qū)動：從 www.matrixorbital.ca/drivers 下載最新驅(qū)動，按提示自動安裝 USB 總線控制器驅(qū)動和串口驅(qū)動，即使驅(qū)動未簽名也可繼續(xù)安裝。
   • 開始開發(fā)：使用 uProject 或終端程序開始開發(fā)，參考應用筆記。

三、軟件設(shè)置

（一）uProject

uProject 是 Matrix Orbital 提供的免費字母數(shù)字顯示屏調(diào)諧器，可從 www.matrixorbital.ca 支持網(wǎng)站下載。它通過簡單的圖形用戶界面測試顯示屏的基本功能，高級用戶可使用上傳器選項卡的腳本功能，還可使用原始數(shù)據(jù)命令發(fā)送原始字節(jié)。需注意，當連接 USB 顯示屏時，uProject 的自動檢測功能可能無法正常工作，需手動配置。

（二）應用筆記

在 www.matrixorbital.ca/appnotes 的應用筆記部分，提供了 C# 語言的完整演示程序和代碼，難度從基礎(chǔ)的“Hello World”程序到高級的 Dallas One - Wire 溫度讀取應用不等。此外，還有多種編程語言的應用程序，這些程序旨在展示顯示屏的功能，并非用于最終設(shè)計集成。

四、硬件結(jié)構(gòu)

（一）標準型號

1. 通信/電源接口：提供標準的四針接口，引腳 1 和 4 用于供電，引腳 2 和 3 用于串口或 I2C 通信，可與多種連接器匹配。
2. 串口 DB9 連接器：可與串口設(shè)備進行 EIA232 標準信號電平通信，也可通過設(shè)置協(xié)議選擇跳線實現(xiàn) TTL 電平通信，還可通過 DB9 連接器的引腳 9 供電，但不能與通信/電源接口同時供電。
3. DB9 供電跳線：若要通過 DB9 連接器的引腳 9 供電，需連接標記為 D 的跳線，可使用 0603 規(guī)格的零歐姆電阻或焊橋。
4. 協(xié)議選擇跳線：用于在 RS - 232、TTL 和 I2C 協(xié)議之間切換，默認設(shè)置為 RS - 232 模式。

（二）USB 型號

1. 迷你 USB 連接器：采用常見的迷你 B 型接口，可滿足通信和供電需求，連接到計算機后可創(chuàng)建虛擬串口。
2. 備用 USB 接口：適用于一些高級應用，提供簡單的四針連接，可作為定制訂單的一部分額外添加。
3. 備用電源接口：可使用第二根電纜為顯示屏供電，方便連接 PC 電源的未修改軟盤電源線。

（三）通用特性

1. 通用輸出：VK202 - 25 具有六個通用輸出，可控制繼電器和其他外部設(shè)備，每個輸出在開啟時可提供 5V、10mA 的電流，關(guān)閉時可吸收 20mA 的電流。
2. Dallas One - Wire 連接器：可選配該接口，允許連接多達 32 個一線設(shè)備，需通過定制訂單添加。
3. 鍵盤接口：提供一個 12 針的鍵盤接口，可連接最多 25 鍵的矩陣式鍵盤，按鍵按下時會在 Tx 通信線上發(fā)送特定字符，可通過相關(guān)命令調(diào)整按鍵字符和關(guān)閉自動發(fā)送功能。

五、故障排除

（一）電源問題

若顯示屏屏幕未點亮，可能是電源供應問題。可檢查電源連接器是否正確，電源電纜是否有連續(xù)性，DB9 連接器的供電跳線是否連接，協(xié)議選擇跳線是否正確，以及接口連接器是否松動。

（二）顯示問題

若顯示屏啟動時未顯示 Matrix Orbital 標志或用戶自定義屏幕，可檢查對比度是否過高或過低，以及啟動屏幕是否為空。

（三）通信問題

當文本或命令通信中斷時，可檢查通信電纜的連續(xù)性，確保顯示屏和主機使用相同的協(xié)議和波特率，正確匹配 Rx 和 Tx 引腳，檢查 I2C 通信的地址是否正確，解鎖顯示屏，并可嘗試使用手動覆蓋程序?qū)@示屏恢復到默認設(shè)置。

（四）手動覆蓋

若顯示屏設(shè)置被更改影響使用，可通過以下步驟臨時恢復默認設(shè)置：

1. 斷開顯示屏電源。
2. 在鍵盤的中間兩個引腳（R5 和 C1）上放置跳線。
3. 重新連接電源，等待啟動屏幕顯示后移除跳線。
4. 設(shè)置將臨時覆蓋為默認值，此時應設(shè)置并保存重要設(shè)置，否則關(guān)閉顯示屏后將恢復舊設(shè)置。

六、命令詳解

VK202 - 25 提供了豐富的命令，涵蓋通信、文本、特殊字符、通用輸出、Dallas One - Wire、鍵盤、顯示功能、數(shù)據(jù)安全和雜項等方面。

（一）通信命令

包括更改波特率、I2C 從地址、傳輸協(xié)議選擇和設(shè)置非標準波特率等命令。

（二）文本命令

如清屏、更改啟動屏幕、自動滾動、自動換行、設(shè)置光標位置等。

（三）特殊字符命令

可創(chuàng)建、保存和加載自定義字符，以及初始化和放置各種圖形字符。

（四）通用輸出命令

用于控制通用輸出的開啟和關(guān)閉，以及設(shè)置啟動狀態(tài)。

（五）Dallas One - Wire 命令

可搜索一線設(shè)備并進行交易。

（六）鍵盤命令

包括自動發(fā)送按鍵、輪詢按鍵、清除按鍵緩沖區(qū)、設(shè)置消抖時間、自動重復模式和分配鍵盤代碼等。

（七）顯示功能命令

可控制背光的開啟和關(guān)閉，設(shè)置 VFD 亮度。

（八）數(shù)據(jù)安全命令

用于設(shè)置記憶開關(guān)、數(shù)據(jù)鎖定和保存數(shù)據(jù)鎖定。

（九）雜項命令

可寫入和讀取用戶自定義數(shù)據(jù)，讀取版本號和模塊類型。

七、附錄信息

（一）命令總結(jié)

詳細列出了各種命令的編號、參數(shù)、響應和設(shè)置是否被記憶等信息。

（二）字符集

展示了 VFD 型號的日語字符集。

（三）框圖

給出了顯示屏的功能框圖。

（四）環(huán)境規(guī)格

包括工作溫度、存儲溫度、相對濕度和熱沖擊等限制。

（五）電氣公差

涉及電流消耗、背光電流和輸入電壓規(guī)格。

（六）尺寸圖

提供了 VK202 - 25 和 VK202 - 25 - USB 的尺寸圖。

（七）光學特性

列出了顯示屏的模塊尺寸、 viewing 面積、 active 面積、字符尺寸、像素尺寸等光學參數(shù)。

八、訂購信息

（一）零件編號方案

VK202 - 25 的零件編號包含產(chǎn)品類型、顯示尺寸、鍵盤尺寸、顏色、電壓、協(xié)議和溫度等信息。

（二）選項

可選擇不同的產(chǎn)品類型、顯示尺寸、鍵盤尺寸、顏色、電壓、協(xié)議和溫度選項。

（三）配件

提供了電源、通信、外設(shè)和安裝等方面的配件，如電源電纜、串口電纜、鍵盤、溫度探頭和安裝支架等。

總之，VK202 - 25 智能顯示屏是一款功能強大、應用廣泛的設(shè)備，通過深入了解其特性、連接方式、軟硬件設(shè)置和故障排除方法，電子工程師可以更好地將其應用到各種項目中。你在使用 VK202 - 25 時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。