探索LK404 - 25智能顯示屏：特性、連接與應(yīng)用全解析

在電子設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域，選擇一款合適的顯示屏是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目高效運(yùn)行的關(guān)鍵。今天，我們將深入探討一款功能強(qiáng)大的智能顯示屏——LK404 - 25，為電子工程師們詳細(xì)介紹其特性、連接方式、軟件應(yīng)用、硬件組成、故障排除以及相關(guān)命令等方面的內(nèi)容。

文件下載：LK402-25.pdf

一、LK404 - 25簡介

LK404 - 25是一款智能字母數(shù)字液晶顯示屏，其設(shè)計(jì)初衷是為各類項(xiàng)目提供即時解決方案，從而顯著減少開發(fā)時間。它支持RS232、TTL和I2C協(xié)議，能夠與多種主機(jī)控制器輕松連接。其中，串行協(xié)議通信速度高達(dá)115.2kbps，I2C協(xié)議通信速度為100kbps，確保了顯示屏的快速更新。

這款顯示屏的命令結(jié)構(gòu)簡單，便于通過軟件控制多種設(shè)置，如背光亮度、屏幕對比度和波特率等。此外，板載內(nèi)存可存儲多達(dá)四十個自定義字符，這些字符可用于啟動屏幕、條形圖或顯示更大的數(shù)字。用戶還可以通過一個5x5矩陣式鍵盤進(jìn)行輸入，同時，六個通用輸出提供了簡單的可切換5V電源。另外，Dallas OneWire接口為多達(dá)32個設(shè)備提供了通信接口。LK404 - 25還提供多種顏色、電壓和溫度選項(xiàng)，以滿足不同的應(yīng)用需求。

二、快速連接指南

2.1 可用接口

2.2 標(biāo)準(zhǔn)模塊

標(biāo)準(zhǔn)版本的LK404 - 25支持三種常見的通信協(xié)議配置。它可以使用RS323或TTL電壓電平的串行協(xié)議進(jìn)行通信，也可以使用I2C協(xié)議進(jìn)行通信。每種協(xié)議的連接都可以通過四針通信/電源接口實(shí)現(xiàn)。

推薦配件

• 通信/電源線（SCCPC5V）：這是字母數(shù)字矩陣軌道顯示屏最常用的電纜，通過熟悉的接口為設(shè)備提供簡單的連接。DB9和軟盤電源接口提供了驅(qū)動顯示屏所需的所有輸入。
• 面包板電纜（BBC）：對于需要更靈活接口的應(yīng)用，面包板電纜是一個不錯的選擇。它提供了簡單的四線連接，在面包板環(huán)境中易于使用，深受開發(fā)者喜愛。

串行連接

串行接口是連接LK404 - 25的經(jīng)典方式。通常使用通信/電源線進(jìn)行設(shè)置，具體步驟如下：

1. 設(shè)置協(xié)議選擇跳線：
   • RS232：使用提供的零歐姆跳線電阻或其他導(dǎo)線或焊接解決方案連接232協(xié)議框中的三個跳線。
   • TTL：連接TTL協(xié)議框中的兩個跳線。 注意：除了正在使用的協(xié)議框外，必須移除所有其他協(xié)議框中的跳線。
2. 進(jìn)行連接：
   • 將通信/電源線的四針母頭連接到LK404 - 25的通信/電源接口。
   • 將串行電纜的公頭插入通信/電源線的相應(yīng)DB9接口，并將母頭連接到計(jì)算機(jī)的所需通信端口。
   • 從PC電源中選擇未修改的軟盤電纜，并將其連接到通信/電源線的電源接口。
3. 開始開發(fā)：使用uProject或終端程序開始開發(fā)，然后可以根據(jù)需要進(jìn)行自己的開發(fā)?？梢栽趙ww.matrixorbital.ca/appnotes上找到許多應(yīng)用筆記。

I2C連接

I2C協(xié)議提供了一種更高級的連接方式，建議使用面包板和面包板電纜進(jìn)行連接。電源必須從面包板或其他外部電源提供。具體步驟如下：

1. 設(shè)置協(xié)議選擇開關(guān)：確保I2C協(xié)議框中的兩個跳線已連接，而其他跳線處于斷開狀態(tài)。
2. 進(jìn)行連接：
   • 將面包板電纜連接到LK404 - 25的通信/電源接口，并將四根導(dǎo)線插入面包板。紅色導(dǎo)線需要電源，黑色導(dǎo)線應(yīng)連接到地，綠色和黃色導(dǎo)線應(yīng)分別連接到控制器的時鐘和數(shù)據(jù)線。
   • 使用1至10千歐姆的電阻將時鐘和數(shù)據(jù)線拉高到5V。
3. 開始開發(fā)：雖然在Matrix Orbital AppNote部分（www.matrixorbital.ca/appnotes）有許多示例，但由于控制器和語言眾多，無法涵蓋所有情況。如果在開發(fā)過程中遇到問題，可以切換到標(biāo)準(zhǔn)板上的其他協(xié)議，也可以在論壇上尋求其他開發(fā)者的支持。

三、軟件應(yīng)用

LK404 - 25支持多種通信協(xié)議，其簡單的命令結(jié)構(gòu)使得可以使用多種應(yīng)用程序與顯示屏進(jìn)行通信。文本以字符串的形式發(fā)送到顯示屏，例如，發(fā)送十進(jìn)制值41將在屏幕上顯示字母'A'。同時，還激活了一些控制字符，命令通常以特殊命令字節(jié)（十進(jìn)制254）為前綴。

3.1 uProject

Matrix Orbital字母數(shù)字顯示屏調(diào)諧器uProject可以從www.matrixorbital.ca支持網(wǎng)站免費(fèi)下載。它允許使用簡單的圖形用戶界面（GUI）系統(tǒng)測試任何顯示屏的基本功能。對于高級用戶，上傳器選項(xiàng)卡中的腳本功能非常實(shí)用，可以堆疊、運(yùn)行和保存命令以供后續(xù)使用。其中，“原始數(shù)據(jù)命令”功能允許將原始字節(jié)發(fā)送到顯示屏，支持多種格式輸入并以十進(jìn)制表示。需要注意的是，當(dāng)連接USB顯示屏?xí)r，uProject的自動檢測功能可能無法正常工作，需要手動配置。

3.2 應(yīng)用筆記

在www.matrixorbital.ca/appnotes的應(yīng)用筆記部分，可以找到用C#語言編寫的Matrix Orbital顯示屏的完整演示程序和代碼。難度從初學(xué)者的“Hello World”程序到高級的Dallas One - Wire溫度讀取應(yīng)用程序不等。此外，還有許多不同編程語言的其他應(yīng)用程序，這些程序旨在展示顯示屏的功能，但不建議直接集成到最終設(shè)計(jì)中。如需了解更多關(guān)于代碼的信息，可以閱讀支持網(wǎng)站上的“On Code”文檔。

四、硬件組成

4.1 標(biāo)準(zhǔn)型號

通信/電源接口

通信/電源接口為LK404 - 25提供了標(biāo)準(zhǔn)的連接方式。通過四針通信/電源接口的引腳1和4施加電壓，在連接電源之前，請參考電壓規(guī)格確保輸入正確的電壓。引腳2和3用于串行傳輸，具體使用RS - 232/TTL還是通過I2C協(xié)議進(jìn)行時鐘數(shù)據(jù)傳輸，取決于協(xié)議選擇跳線的設(shè)置。該接口使用的Tyco 640456 - 4 - LF風(fēng)格的接口可以與多種連接器匹配，如Molex 22 - 01 - 3047。

串行DB9連接器

LK404 - 25提供了一個DB - 9連接器，可使用EIA232標(biāo)準(zhǔn)信號電平與串行設(shè)備進(jìn)行接口。通過將協(xié)議選擇跳線設(shè)置為TTL，也可以在0至+5V的TTL電平下進(jìn)行通信。此外，還可以通過DB - 9連接器的引腳9供電，以減少電纜雜亂。需要注意的是，不要同時通過DB - 9連接器的引腳9和通信/電源接口施加電壓。

電源通過DB9跳線

要通過DB - 9連接器的引腳9供電，需要連接標(biāo)記為D的電源通過DB9跳線。可以使用推薦尺寸為0603的零歐姆電阻或焊接橋進(jìn)行連接。LK404 - 25允許所有電壓型號使用通過DB - 9供電的選項(xiàng)，具體電源要求請參考電壓規(guī)格。

協(xié)議選擇跳線

協(xié)議選擇跳線用于在RS - 232、TTL和I2C協(xié)議之間切換LK404 - 25。默認(rèn)情況下，跳線設(shè)置為RS - 232模式，RS232跳線上有焊接跳線。要將顯示模塊設(shè)置為I2C模式，需要先移除RS232跳線上的焊接跳線，然后將其放置在I2C跳線上。此時，顯示屏將處于I2C模式，默認(rèn)從地址為80，除非使用相應(yīng)命令進(jìn)行更改。同樣，要將顯示屏更改為TTL模式，只需從RS232或I2C跳線上移除零歐姆電阻，并將其焊接到TTL跳線上。

4.2 常見特性

通用輸出

LK404 - 25的一個獨(dú)特特性是可以使用一個或六個通用輸出（GPO）來控制繼電器和其他外部設(shè)備。每個輸出在開啟時可提供高達(dá)10mA的5V電流，關(guān)閉時可吸收20mA的0V電流。這個兩排十四針的接口可以與多種母連接器匹配，以控制所需的任何外圍設(shè)備。如果連接繼電器，務(wù)必使用二極管和電容器進(jìn)行完全鉗位，以吸收產(chǎn)生的電動勢（EMF）。

Dallas One - Wire連接器

除了六個通用輸出外，LK404 - 25還提供了一個可選的Dallas One - Wire接口，允許將多達(dá)32個單總線設(shè)備連接到顯示屏。該接口可以通過定制訂單以額外成本配備Tyco 173979連接器。如需更多信息，請通過聯(lián)系部分向Matrix Orbital銷售團(tuán)隊(duì)咨詢。

鍵盤接口

為了方便用戶輸入，LK404 - 25提供了一個鍵盤接口連接器，允許將最多25鍵的矩陣式鍵盤直接連接到顯示模塊。當(dāng)檢測到行和列之間短路時，會產(chǎn)生按鍵信號。按鍵產(chǎn)生時，特定于該按鍵的字符會自動在Tx通信線上發(fā)送。如果顯示模塊在I2C模式下運(yùn)行，可以關(guān)閉“自動發(fā)送按鍵”功能，以便將按鍵保留在緩沖區(qū)中進(jìn)行輪詢。還可以使用“分配鍵碼”命令更改與每個按鍵相關(guān)的字符。鍵盤接口連接器的直十二針接口可以與多種設(shè)備匹配，包括Matrix Orbital KPP4x4鍵盤。需要注意的是，接地/+5V引腳通過鍵盤連接器右側(cè)的跳線進(jìn)行切換，跳線墊1和2用于+5V，2和3用于GND。

五、故障排除

5.1 電源問題

如果LK404 - 25右上角的電源指示燈未亮起，說明電源未正確供應(yīng)?？梢試L試以下步驟：

1. 確保使用正確的電源連接器。標(biāo)準(zhǔn)的PC電源軟盤驅(qū)動器電源線可能適合通信/電源接口，但引腳排列可能不正確，無法提供電源。Matrix Orbital提供了用于連接PC的電源電纜適配器，可以在配件部分找到。
2. 檢查使用的電源電纜的連續(xù)性。如果沒有歐姆表，可以嘗試使用不同的電源電纜；如果仍然無法解決問題，可以嘗試使用不同的電源供應(yīng)器。
3. 如果通過DB9連接器供電，確保電源通過DB9跳線已連接。
4. 如果對協(xié)議選擇塊進(jìn)行了更改，確保所有適當(dāng)?shù)膮f(xié)議選擇跳線已連接，并且所有未使用的協(xié)議跳線已斷開。
5. 最后，檢查顯示屏上使用的接口連接器。如果電源連接松動，或者無法解決問題，請聯(lián)系Matrix Orbital獲取更多信息。

5.2 顯示問題

如果顯示屏已成功通電，但啟動時未顯示Matrix Orbital標(biāo)志或用戶創(chuàng)建的屏幕，可以檢查以下幾點(diǎn)：

1. 確保對比度設(shè)置不過高或過低，否則可能導(dǎo)致屏幕變暗或空白?？梢詤⒖际謩痈采w部分將其重置為默認(rèn)值。
2. 確保啟動屏幕不為空。有可能會覆蓋Matrix Orbital標(biāo)志啟動屏幕，導(dǎo)致屏幕空白。在檢查對比度后，可以嘗試向顯示屏寫入內(nèi)容以確保其功能正常。

5.3 通信問題

當(dāng)文本或命令的通信中斷時，可以嘗試以下步驟：

1. 檢查通信電纜的連續(xù)性。如果沒有歐姆表，可以嘗試使用不同的通信電纜；如果使用PC，可以嘗試使用不同的COM端口。
2. 確保顯示模塊設(shè)置為使用你正在使用的協(xié)議進(jìn)行通信，檢查協(xié)議選擇跳線。
3. 在串行協(xié)議中，確保主機(jī)系統(tǒng)和顯示模塊都使用相同的波特率進(jìn)行通信。顯示模塊的默認(rèn)波特率為19200 bps。
4. 將顯示屏的Rx與主機(jī)的發(fā)送引腳匹配，Tx引腳與接收引腳匹配。
5. 如果通過I2C與顯示屏通信，請確保數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的地址。顯示模塊的默認(rèn)從地址為80。
6. 在I2C模式下，將Rx連接到控制器的時鐘線，Tx連接到數(shù)據(jù)輸出。
7. 解鎖顯示屏，具體信息請參考“設(shè)置和保存數(shù)據(jù)鎖定”命令。
8. 最后，可以使用下面概述的手動覆蓋程序?qū)@示屏重置為默認(rèn)設(shè)置。需要注意的是，I2C通信始終需要在SCL和SDA上使用1至10千歐姆的上拉電阻。

5.4 手動覆蓋

如果顯示屏的設(shè)置發(fā)生了嚴(yán)重影響可用性的更改，可以臨時恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置。具體步驟如下：

1. 斷開顯示屏的電源。
2. 在鍵盤的中間兩個引腳（R5和C1）上放置一個跳線。
3. 重新連接設(shè)備電源，等待啟動屏幕顯示后再移除跳線。
4. 設(shè)置將臨時覆蓋為“手動覆蓋設(shè)置”表中列出的默認(rèn)值。此時，應(yīng)設(shè)置并保存任何重要設(shè)置，如對比度、背光或波特率，以便在覆蓋移除后保持不變。

六、命令詳解

6.1 通信命令

• 更改波特率：立即更改波特率，但在I2C模式下不可用。可以通過手動覆蓋臨時將波特率強(qiáng)制設(shè)置為19200。支持的波特率值包括1200、2400、4800等，每個波特率對應(yīng)一個特定的速度字節(jié)。
• 更改I2C從地址：立即更改I2C寫入地址，只允許偶數(shù)地址，下一個奇數(shù)地址將成為讀取地址，默認(rèn)值為80。
• 選擇傳輸協(xié)議：選擇顯示屏用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，不影響向顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸。必須設(shè)置為正在使用的協(xié)議才能正確接收數(shù)據(jù)。
• 設(shè)置非標(biāo)準(zhǔn)波特率：立即將波特率更改為非標(biāo)準(zhǔn)值，波特率必須是977至153800之間的整數(shù)。由于舍入誤差，波特率越高誤差越大，實(shí)際波特率必須在所需波特率的3%以內(nèi)以確保準(zhǔn)確通信。在I2C模式下不可用，可以通過手動覆蓋臨時將波特率強(qiáng)制設(shè)置為19200。

6.2 文本命令

包括清除屏幕、更改啟動屏幕、自動滾動開關(guān)、自動換行開關(guān)、設(shè)置光標(biāo)位置等命令，這些命令可以方便地控制顯示屏上文本的顯示和布局。

6.3 特殊字符命令

可以創(chuàng)建、保存和加載自定義字符，還可以初始化和放置中等和大型數(shù)字以及各種條形圖。這些功能為顯示屏的顯示效果提供了更多的靈活性。

6.4 通用輸出命令

可以控制通用輸出的開啟和關(guān)閉，以及設(shè)置其啟動狀態(tài)。這些命令可用于控制外部設(shè)備。

6.5 Dallas One - Wire命令

可以搜索單總線設(shè)備并執(zhí)行單總線事務(wù)。通過這些命令，可以與連接到Dallas One - Wire接口的設(shè)備進(jìn)行通信。

6.6 鍵盤命令

包括自動發(fā)送按鍵開關(guān)、輪詢按鍵、清除按鍵緩沖區(qū)、設(shè)置去抖時間、設(shè)置自動重復(fù)模式和分配鍵盤代碼等命令，方便用戶通過鍵盤進(jìn)行輸入和交互。

6.7 顯示功能命令

可以控制顯示屏的背光開關(guān)、亮度和對比度，以及設(shè)置和保存這些參數(shù)。這些命令可以改善顯示屏的視覺效果。

6.8 數(shù)據(jù)安全命令

包括設(shè)置記憶開關(guān)、設(shè)置數(shù)據(jù)鎖定和設(shè)置并保存數(shù)據(jù)鎖定等命令，用于保護(hù)顯示屏的設(shè)置和數(shù)據(jù)安全。

6.9 雜項(xiàng)命令

可以寫入和讀取用戶定義的數(shù)據(jù)塊，讀取固件版本號和模塊類型。這些命令可以幫助用戶管理顯示屏的相關(guān)信息。

七、附錄信息

7.1 命令總結(jié)

提供了所有命令的詳細(xì)總結(jié)，包括命令名稱、十進(jìn)制和十六進(jìn)制代碼、所需參數(shù)、返回響應(yīng)以及設(shè)置是否被記住的信息。這對于快速查找和使用命令非常有幫助。

7.2 字符集

展示了顯示屏支持的字符集，包括歐洲字符集的相關(guān)信息。

7.3 框圖

提供了顯示屏的功能框圖，幫助用戶了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。

7.4 環(huán)境規(guī)格

列出了顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展環(huán)境限制，包括工作溫度、存儲溫度、相對濕度和熱沖擊等參數(shù)。

7.5 電氣公差

介紹了顯示屏的電流消耗、背光電流消耗和輸入電壓規(guī)格，幫助用戶合理選擇電源和設(shè)計(jì)電路。

7.6 尺寸圖

提供了顯示屏和標(biāo)準(zhǔn)型號的尺寸圖，方便用戶進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和安裝。

7.7 光學(xué)特性

列出了顯示屏的光學(xué)特性，如模塊尺寸、 viewing area、 active area、字符尺寸、像素尺寸等，有助于用戶評估顯示屏的視覺效果。

八、訂購信息

8.1 零件編號方案

介紹了LK404 - 25的零件編號方案，包括產(chǎn)品類型、顯示尺寸、鍵盤尺寸、顏色、電壓、協(xié)議和溫度等選項(xiàng)。

8.2 選項(xiàng)

詳細(xì)說明了各個選項(xiàng)的含義和可選值，幫助用戶根據(jù)自己的需求選擇合適的型號。

8.3 配件

列出了可用的配件，包括電源、通信和外圍設(shè)備配件，方便用戶進(jìn)行配套使用。

九、定義

對文中涉及的一些術(shù)語進(jìn)行了定義，如ASCII、BPS、DOW、GPO、GUI等，幫助讀者更好地理解文檔內(nèi)容。

十、聯(lián)系信息

提供了銷售和支持的聯(lián)系電話和電子郵件地址，以及在線購買和支持的網(wǎng)站鏈接，方便用戶獲取進(jìn)一步的幫助和服務(wù)。

通過以上對LK404 - 25智能顯示屏的詳細(xì)介紹，相信電子工程師們對其有了更全面的了解。在實(shí)際設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，合理利用其特性和功能，可以為項(xiàng)目帶來更高效、更穩(wěn)定的顯示解決方案。你在使用類似顯示屏?xí)r遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。