_SKU_DFR0604_I_O_Expansion_HAT_for_Pi_zero_V1.0 - jimaobian/DFRobotWikiCn GitHub Wiki
这个扩展板提供数字/模拟/I2C/PWM/UART/SPI端口，板载MCU（STM32），提供12位8通道ADC。 扩展板体积小巧，用在Zero上是最合适不过的了。拥有2组IIC接口、1组UART接口、4组PWM口、4组模拟口、1组SPI接口以及10组GPIO接口。
- 注意：尺寸会比Zero大1mm，可能无法安装Zero外壳。
机器人、无人机、智能小车、机械手臂
- 供电电压：5V
- 舵机外接电源：6-12V
- 设备地址：0x10
- 产品尺寸：60*30mm
 正面示意图
[[File:DFR0604_2.png| |+[DFR0604]IO Expansion HAT for Pi zero |
丝印 |
+ |
- |
⊕ |
㊀ |
Digital |
PWM |
Analog |
IIC |
UART |
SPI |
- PWM
扩展板的PWM信号由板载STM32的定时器产生。PWM0~PWM3是用的一个定时器的多个通道PWM输出，频率一样，占空比可以设置。PWM4采用另外的定时器PWM输出。 在不外接电源情况下，PWM由树莓派供电（5V）。外接电源时（6V~12V），由外接电源提供电压。
| 注意：VP端未外部供电时，PWM端口 ⊕ 电压为5V。VP端外部供电时，PWM端口 ⊕ 电压为VP外部电压6~12V |
- Analog
IO扩展板板载MCU STM32，提供12位的ADC，模拟传感器的电压输入12-bit ADC，在模拟数据转换成数字数据后，通过IIC通信将数据发送给树莓派。 因此，树莓派可以读取模拟传感器的值。
- Digital
IO扩展板直接引出树莓派10个GPIO口（BCM编码），分别是GPIO16、GPIO17、GPIO18、GPIO19、GPIO20、GPIO21、GPIO22、GPIO23、GPIO24、GPIO25。
- IIC
IO扩展板有2个I2C接口，它们由树莓派的IIC直接引出，连接树莓派的GPIO2（SDA.1）和GPIO3（SCL.1）。
- UART
IO扩展板提供一组UART接口，通过GPIO14（TXD）和GPIO15（RXD）引出。通过UART可以与Arduino/Esp8266等主板串口通信。
- SPI
IO扩展板引出树莓派的一组SPI，连接到GPIO12（MOSI）和GPIO13（MISO）。
将IO扩展板直接插在树莓派的GPIO口中。
如果需要使用IO扩展板上的模拟接口、PWM口，需要下载驱动库。在终端（打开终端快捷键：Ctrl+Alt+T）中，输入下面命令，并回车：
git clone https://github.com/DFRobot/DFRobot_RaspberryPi_Expansion_Board.git
将库下载后，解压缩。在终端输入下面命令：
tar -xvzf DFRobot_RaspberryPi_Expansion_Board
进入解压缩后的目录下，命令：
cd DFRobot_RaspberryPi_Expansion_Board/raspberry/
例如将舵机接入PWM口的0引脚。 通过nano命令新建一个文件
sudo nano servoTest.py
添加以下内容：
|
# -*- coding:utf-8 -*-
# servoTest.py
import time
from DFRobot_RaspberryPi_Expansion_Board import DFRobot_Expansion_Board_IIC as Board
from DFRobot_RaspberryPi_Expansion_Board import DFRobot_Expansion_Board_Servo as Servo
board = Board(1, 0x10) # Select i2c bus 1, set address to 0x10
servo = Servo(board)
if __name__ == "__main__":
# Board begin and check the board's status
while board.begin() != board.STA_OK:
print("Error")
time.sleep(1)
print("Board begin success.")
servo.begin() # servo control begin
while True:
print("part of servos move to 0°")
servo.move(0, 0) # PWM0
'''
servo.move(1, 0) # PWM1
servo.move(2, 0) # PWM2
servo.move(3, 0) # PWM3
'''
print("part of servos move to 180°")
servo.move(0, 0) # PWM0
'''
servo.move(1, 0) # PWM1
servo.move(2, 0) # PWM2
servo.move(3, 0) # PWM3
'''
print("All servos move between 0°~180°")
for i in range(0, 181):
servo.move(board.ALL, i)
time.sleep(0.008)
time.sleep(0.002)
for i in range(0, 181):
i = 181 - i
servo.move(board.ALL, i)
time.sleep(0.008)
time.sleep(0.002)
|}
示例程序中servo.move()函数中，第一个参数是IO扩展板上的PWM引脚，第二个参数是旋转度数。PWM引脚选择如下表：
| IO扩展板WPM引脚 | 第一个参数的值 |
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
| PWM口所有引脚 | board.ALL |
编辑完成后Ctrl+X，然后按Y保存退出nano编辑器。 输入sudo raspi-config命令打开IIC接口。 输入python servoTest.py命令运行servoTest.py文件
示例代码
|
# -*- coding:utf-8 -*-
# analogTest.py
import time
from DFRobot_RaspberryPi_Expansion_Board import DFRobot_Expansion_Board_IIC as Board
board = Board(1, 0x10) # Select i2c bus 1, set address to 0x10
if __name__ == "__main__":
while board.begin() != board.STA_OK: # Board begin and check the board's status
print("Board begin faild.")
time.sleep(1)
print("Board begin success.")
board.set_adc_enable()
while True:
print("Read part of channels.")
val0 = board.get_adc_value(board.A0) # channel A0 is readed
'''
val1 = board.get_adc_value(board.A1) # channel A1 is readed
val2 = board.get_adc_value(board.A2) # channel A2 is readed
val3 = board.get_adc_value(board.A3) # channel A3 is readed
'''
print("channel:A0, value:%d" %val0)
'''
print("channel:A1, value:%d" %val1)
print("channel:A2, value:%d" %val2)
print("channel:A3, value:%d" %val3)
'''
print("")
time.sleep(1)
|}
示例程序中board.get_adc_value()函数用来获取模拟口的值，对应引脚引脚选择如下表：
| IO扩展板Analog引脚 | 参数的值 |
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
| 模拟口所有引脚 | board.ALL |
Digital使用与直接在树莓派上使用GPIO口是一样的，先下载RPi.GPIO库。在树莓派终端输入命令：
sudo apt-get install rpi.gpio
检查RPi.GPIO库是否安装成功，在终端输入命令：
gpio.readall
如果在终端显示树莓派所有管脚，则库安装成功。
然后使用树莓派的GPIO口，以使用GPIO16为例，在扩展板27脚上接一个LED灯。 然后nano编辑器中输入下面的示例代码，输入python命令运行。
|
# -*- coding:utf-8 -*-
# digitalTest.py
import RPi.GPIO as GPIO
import time
blinkPin = 16
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(blinkPin, GPIO.OUT) # Set GPIO16 is OUTPUT
for i in range(0, 10):
GPIO.output(blinkPin, 1)
time.sleep(1)
GPIO.output(blinkPin, 0)
time.sleep(1)
GPIO.cleanup()
|}
使用IIC接口需要开启树莓派IIC外设，在树莓派终端输入命令：
sudo raspi-config
选择【Interfacing Options】-【I2C】-【Yes】-【OK】-【Finish】，完后重启树莓派。 IO扩展板直接将树莓派的IIC端口引出的，所以与直接使用树莓派上的IIC口是一样的，这里不赘述。
zero扩展板的UART接口使用与直接使用树莓派上的UART是一样的，这里不赘述。
使用zero扩展板的SPI口，首先需要开启树莓派SPI外设，与开启IIC一样，在树莓派终端输入命令：
sudo raspi-config
选择【Interfacing Options】-【I2C】-【Yes】-【OK】-【Finish】完成后重启树莓派。 IO扩展板的SPI接口使用与直接使用树莓派上的SPI接口是一样的，这里不赘述。
| MCU | 测试通过 | 测试失败 | 未测试 | 特别标注 |
| 树莓派3B | √ | |||
| 树莓派3B+ | √ | |||
| 树莓派Zero W | √ | |||
| 树莓派2B+ | √ | |||
| 树莓派Zero | √ | |||
| 树莓派4B | √ |
| 问：使用IIC接口时报错怎么解决？ |
答：确定在使用IIC接口前，打开树莓派的IIC外设。如果没有打开，需要手动打开，然后重启树莓派生效。SPI接口也是如此。
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