VK202 - 25 智能显示屏：设计与应用的全方位解析

在电子设备设计领域，一款优秀的显示屏对于提升产品的用户体验和功能实现至关重要。今天，我们就来深入探讨 VK202 - 25 智能显示屏，从其特性、连接方式、软硬件设置到故障排除等方面进行详细分析。

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一、VK202 - 25 简介

VK202 - 25 是一款智能字母数字液晶显示屏，旨在为各类项目提供即时解决方案，从而缩短开发时间。它具有以下显著特点：

1. 多种通信协议：标准型号支持 RS232、TTL 和 I2C 协议，而 USB 通信型号则可连接到各种主机控制器，串口协议通信速度高达 115.2kbps，I2C 为 100kbps，确保显示更新迅速。
2. 简单命令结构：可轻松控制背光亮度、屏幕对比度和波特率等设置。
3. 自定义字符：板载内存可保存多达四十个自定义字符，用于启动屏幕、条形图或更大数字的显示。
4. 用户输入与输出：配备 5x5 矩阵式键盘用于用户输入，六个通用输出提供 5V 可切换电源，还可选配 Dallas One - Wire 接口，可连接多达 32 个设备。
5. 多种选择：有多种颜色、电压和温度选项，适用于各种应用场景。

二、快速连接指南

（一）可用接口

VK202 - 25 有标准模块和 USB 模块两种，不同模块的接口有所不同。	#	接口	匹配接口	适用型号
1	GPO 接口	无	所有型号
2	DB9 串口接口	CSS1FT/CSS4FT	仅标准型号
3	键盘接口	KPP4x4	所有型号
4	通信/电源接口	SCCPC5V/BBC	仅标准型号
5	迷你 USB 接口	EXTMUSB3FT/INTMUSB3FT	仅 USB 型号
6	Dallas One - Wire 接口	温度探头	仅 USB 型号
7	备用电源接口	PCS	仅 USB 型号

（二）标准模块连接

1. 推荐配件
   • 通信/电源电缆（SCCPC5V）：提供简单的连接方式，DB9 和软盘电源接口可满足显示屏的输入需求。
   • 面包板电缆（BBC）：提供灵活的四针连接，方便在面包板环境中使用。
2. 串口连接
   • 设置协议选择跳线：RS232 模式需连接 232 协议盒中的三个跳线；TTL 模式连接 TTL 协议盒中的两个跳线，且需移除其他未使用协议盒的跳线。
   • 进行连接：将通信/电源电缆的四针母头连接到显示屏的通信/电源接口，将串口电缆的公头插入通信/电源电缆的 DB9 接口，再将母头连接到计算机的通信端口，最后连接软盘电源电缆。
   • 开始开发：使用 uProject 或终端程序开始开发，可参考 www.matrixorbital.ca/appnotes 上的应用笔记。
3. I2C 连接
   • 设置协议选择开关：确保 I2C 协议盒中的两个跳线连接，其他跳线断开。
   • 进行连接：将面包板电缆连接到显示屏的通信/电源接口，并将四根线插入面包板，红色线接电源，黑色线接地，绿色和黄色线分别连接到控制器的时钟和数据线，同时使用 1 - 10KΩ 的电阻将时钟和数据线拉高到 5V。
   • 开始开发：可参考 Matrix Orbital AppNote 部分的示例，但由于控制器和编程语言众多，开发过程中若遇到问题，可切换协议或在论坛寻求支持。

（三）USB 模块连接

1. 推荐配件：推荐使用外部迷你 USB 电缆（EXTMUSB3FT），可连接显示屏的迷你 B 型接口和计算机的标准 A 型 USB 接口。
2. 连接步骤
   • 设置协议选择跳线：VK202 - 25 - USB 仅支持 USB 协议，其特定硬件不允许使用其他协议，协议选择跳线不可移动。
   • 进行连接：将外部迷你 USB 电缆的迷你 B 型接口插入显示屏，另一端插入计算机的 USB 接口。
   • 安装驱动：从 www.matrixorbital.ca/drivers 下载最新驱动，按提示自动安装 USB 总线控制器驱动和串口驱动，即使驱动未签名也可继续安装。
   • 开始开发：使用 uProject 或终端程序开始开发，参考应用笔记。

三、软件设置

VK202 - 25 支持多种通信协议和简单的命令结构，可通过字符字符串向显示屏发送文本。通信设置如下：	BPS	数据位	奇偶校验	停止位	流控制
19200	8	无	1	无

（一）uProject

uProject 是 Matrix Orbital 提供的免费字母数字显示屏调谐器，可从 www.matrixorbital.ca 支持网站下载。它通过简单的图形用户界面测试显示屏的基本功能，高级用户可使用上传器选项卡的脚本功能，还可使用原始数据命令发送原始字节。需注意，当连接 USB 显示屏时，uProject 的自动检测功能可能无法正常工作，需手动配置。

（二）应用笔记

在 www.matrixorbital.ca/appnotes 的应用笔记部分，提供了 C# 语言的完整演示程序和代码，难度从基础的“Hello World”程序到高级的 Dallas One - Wire 温度读取应用不等。此外，还有多种编程语言的应用程序，这些程序旨在展示显示屏的功能，并非用于最终设计集成。

四、硬件结构

（一）标准型号

1. 通信/电源接口：提供标准的四针接口，引脚 1 和 4 用于供电，引脚 2 和 3 用于串口或 I2C 通信，可与多种连接器匹配。
2. 串口 DB9 连接器：可与串口设备进行 EIA232 标准信号电平通信，也可通过设置协议选择跳线实现 TTL 电平通信，还可通过 DB9 连接器的引脚 9 供电，但不能与通信/电源接口同时供电。
3. DB9 供电跳线：若要通过 DB9 连接器的引脚 9 供电，需连接标记为 D 的跳线，可使用 0603 规格的零欧姆电阻或焊桥。
4. 协议选择跳线：用于在 RS - 232、TTL 和 I2C 协议之间切换，默认设置为 RS - 232 模式。

（二）USB 型号

1. 迷你 USB 连接器：采用常见的迷你 B 型接口，可满足通信和供电需求，连接到计算机后可创建虚拟串口。
2. 备用 USB 接口：适用于一些高级应用，提供简单的四针连接，可作为定制订单的一部分额外添加。
3. 备用电源接口：可使用第二根电缆为显示屏供电，方便连接 PC 电源的未修改软盘电源线。

（三）通用特性

1. 通用输出：VK202 - 25 具有六个通用输出，可控制继电器和其他外部设备，每个输出在开启时可提供 5V、10mA 的电流，关闭时可吸收 20mA 的电流。
2. Dallas One - Wire 连接器：可选配该接口，允许连接多达 32 个一线设备，需通过定制订单添加。
3. 键盘接口：提供一个 12 针的键盘接口，可连接最多 25 键的矩阵式键盘，按键按下时会在 Tx 通信线上发送特定字符，可通过相关命令调整按键字符和关闭自动发送功能。

五、故障排除

（一）电源问题

若显示屏屏幕未点亮，可能是电源供应问题。可检查电源连接器是否正确，电源电缆是否有连续性，DB9 连接器的供电跳线是否连接，协议选择跳线是否正确，以及接口连接器是否松动。

（二）显示问题

若显示屏启动时未显示 Matrix Orbital 标志或用户自定义屏幕，可检查对比度是否过高或过低，以及启动屏幕是否为空。

（三）通信问题

当文本或命令通信中断时，可检查通信电缆的连续性，确保显示屏和主机使用相同的协议和波特率，正确匹配 Rx 和 Tx 引脚，检查 I2C 通信的地址是否正确，解锁显示屏，并可尝试使用手动覆盖程序将显示屏恢复到默认设置。

（四）手动覆盖

若显示屏设置被更改影响使用，可通过以下步骤临时恢复默认设置：

1. 断开显示屏电源。
2. 在键盘的中间两个引脚（R5 和 C1）上放置跳线。
3. 重新连接电源，等待启动屏幕显示后移除跳线。
4. 设置将临时覆盖为默认值，此时应设置并保存重要设置，否则关闭显示屏后将恢复旧设置。

六、命令详解

VK202 - 25 提供了丰富的命令，涵盖通信、文本、特殊字符、通用输出、Dallas One - Wire、键盘、显示功能、数据安全和杂项等方面。

（一）通信命令

包括更改波特率、I2C 从地址、传输协议选择和设置非标准波特率等命令。

（二）文本命令

如清屏、更改启动屏幕、自动滚动、自动换行、设置光标位置等。

（三）特殊字符命令

可创建、保存和加载自定义字符，以及初始化和放置各种图形字符。

（四）通用输出命令

用于控制通用输出的开启和关闭，以及设置启动状态。

（五）Dallas One - Wire 命令

可搜索一线设备并进行交易。

（六）键盘命令

包括自动发送按键、轮询按键、清除按键缓冲区、设置消抖时间、自动重复模式和分配键盘代码等。

（七）显示功能命令

可控制背光的开启和关闭，设置 VFD 亮度。

（八）数据安全命令

用于设置记忆开关、数据锁定和保存数据锁定。

（九）杂项命令

可写入和读取用户自定义数据，读取版本号和模块类型。

七、附录信息

（一）命令总结

详细列出了各种命令的编号、参数、响应和设置是否被记忆等信息。

（二）字符集

展示了 VFD 型号的日语字符集。

（三）框图

给出了显示屏的功能框图。

（四）环境规格

包括工作温度、存储温度、相对湿度和热冲击等限制。

（五）电气公差

涉及电流消耗、背光电流和输入电压规格。

（六）尺寸图

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

（七）光学特性

列出了显示屏的模块尺寸、 viewing 面积、 active 面积、字符尺寸、像素尺寸等光学参数。

八、订购信息

（一）零件编号方案

VK202 - 25 的零件编号包含产品类型、显示尺寸、键盘尺寸、颜色、电压、协议和温度等信息。

（二）选项

可选择不同的产品类型、显示尺寸、键盘尺寸、颜色、电压、协议和温度选项。

（三）配件

提供了电源、通信、外设和安装等方面的配件，如电源电缆、串口电缆、键盘、温度探头和安装支架等。

总之，VK202 - 25 智能显示屏是一款功能强大、应用广泛的设备，通过深入了解其特性、连接方式、软硬件设置和故障排除方法，电子工程师可以更好地将其应用到各种项目中。你在使用 VK202 - 25 时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。