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一板两用,这个可以有!——GrovePi+扩展板使用手记

GrovePi+   拓展板   树莓派   Grove   转接板   
  • 作者:SATURN
  • 来源:21ic
  • [导读]
  • GROVE模块众多,类型丰富,但是对于大部分树莓派用户来说,使用杜邦线来连接设备,有点不胜其烦。如果有个能提供标准GROVE接口的扩展板,而且又能与树莓派引脚兼容的话,使用起来就方便多了!
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GROVE模块众多,类型丰富,但是对于大部分树莓派用户来说,使用杜邦线来连接设备,有点不胜其烦。如果有个能提供标准GROVE接口的扩展板,而且又能与树莓派引脚兼容的话,使用起来就方便多了!

GROVEPI+能满足你的需求。

image1.jpg

GROVEPI+的口号就是:连接树莓派及GROVE传感器!

GROVEPI+起源于Dexter公司的BrickPi,其初衷是将LEGO Mindstorms与树莓派连接起来,项目以众筹的方式发起,项目最初的目标是针对爱好者、黑客、工程师及创客等用户群体,随后发起者发现了更大的目标即教育市场。

GROVEPI+扩展板是GROVEPI+ START KIT套件中的一部分,该套件除了扩展板之外,还提供了大量的GROVE传感器模块,配合扩展板使用,在树莓派上能完成大部分的学习及原型验证任务。

image2.jpg

扩展背面是26pin的GPIO连接器,其中包括电源接口等,GROVEPI+通过树莓派的供电输出来取电。

image3.jpg

GROVEPI+扩展板中间部分的MCU是一颗ATMeg328p,提供了Arduino扩展功能,在MCU四周排列的GROVE接口均由这一颗MCU提供。GROVEPI+与树莓派之间的通信通过I2C接口进行,所有Grove模块通过通用4针连接器电缆连接到GrovePi +上的通用Grove连接器。

Grove Pi +上的ATMEGA328微控制器,充当Raspberry Pi和Grove传感器之间的解释器,通过I2C接口来发送,接收和执行RaspberryPi发送的命令。ATMEGA328中预先写入了控制代码,具体详情可以参考GROVEPI+在Github上的代码。

如果想对这颗MCU进行编程,重新定制扩展板的功能,可以使用扩展板上的ISP接口来进行。该ISP接口只引出了焊盘,没有焊接排针。

image4.png

另外一种更直接的方式是使用avrdude直接对其进行编程,这是命令行方式的编程操作,需要预先将代码编译成.hex格式的二进制文件,这种方法适合用来对固件进行升级。参考代码如下

avrdude -c gpio -p m328p -U flash:w:.build/uno/firmware.hex

参考官方给出的原理图,其中Arduino部分的内容如下

image5.png

可以看到扩展板上引出的所有接口均来自ATMEG328,至于树莓派本身的GPIO等接口,只引出了1~26pin(物理接口),参考原理图如下

image6.png

接下开始安装配置软件部分。

只需要使用一条简单的命令就可以,如下

curl -kL dexterindustries.com/update_grovepi | bash

该脚本程序会下载并配置好所有相关的软件依赖及硬件配置,该命令会从网络上下载相关的软件包,所以先要保证树莓派能正常连接Internet。

接下来使用git将演示代码下载到本地,命令如下

git clone https://github.com/DexterInd/GrovePi

我们先来研究下相关的python代码,看看树莓派是如何与扩展板通信的,部分代码如下

 

PYcode.jpg

 

上述代码中的digitalRead及digitalWrite函数都使用了I2C操作,默认的I2C地址为0x04,我们可以通过i2cdetect命令来查看设备状态

image7.png

可以看到0x04地址,这就是扩展板上I2C设备的地址。为什么不使用串口来通信呢?我们都知道,树莓派上的串口默认让BLE占用了,所以要使用BLE的话,就不能使用该串口了。

接下来就可以使用C#、Python语言通过I2C接口来控制Arduino了。一段简单的代码及程序运行效果,如下

from grove_rgb_lcd import *

setText("Hello world\nLCD test")

setRGB(0,128,64)

# Slowly change the colors every 0.01 seconds.

for c in range(0,255):

setRGB(c,255-c,0)

time.sleep(0.01)

setRGB(0,255,0)

setText("Bye bye, this should wrap")

程序运行效果如下

image8.jpg

此时的ATMEG328充当一个解释器,接收来自树莓派的命令,然后忠实的执行,当然此时的ATMEG328也不能另作它用了。

这些开发板你一定没玩过!来共享库免费借阅吧~

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