基于具有Arduino Leonardo的樹莓派擴展板的介紹

一. 前言

Raspberry PI樹莓派是一個具備高級功能的嵌入式Linux主板，可以實現(xiàn)完整的計算機功能，近些年來因為樹莓派的便宜，方便使用等諸多因素導致樹莓派非?；馃?，受到眾多開發(fā)者的熱愛。另外，Arduino是一款便捷，靈活方便使用的嵌入式開發(fā)工具，可以做實時信號采集和控制，同樣因為方便使用和開發(fā)近些年來得到了非常好的發(fā)展和普及。

二. 定位

樹莓派是完整的計算機具有很強的處理能力，雖然也有IO口可以擴展外部的應用，但是還有有些不足，不能很方便的擴展周邊的硬件，而Arduino雖然沒有強大的處理能力，但是有非常強大的擴展能力，從這里看來樹莓派的功能和Arduino的功能具有互補性，于是乎DFROBOT就推出了這樣一款具有Arduino Leonardo的樹莓派擴展板，接下來我們就介紹一下這款樹莓派擴展板

三. 開箱

Arduino樹莓派擴展板由防靜電袋包裹，并配備了一根MicroUSB數(shù)據(jù)線，一塊CR1220紐扣電池以及三個塑料螺絲和螺柱，如下圖：

打開防靜電袋后，就可以看到這塊Arduino樹莓派擴展板，如下圖：

板子背面，如下圖：

樹莓派擴展板整板采用黑色阻焊層，排針和排座為彩色，器件排列也很整齊，整體的視覺效果很好

四. 產(chǎn)品功能

這款開發(fā)板是將Arduino的Leonardo與Raspberry PI的接口結(jié)合，另外還增加了些其他的功能構(gòu)成了該擴展板。

擴展板功能如下：

(1) 微控制器：Atmega32u4

(2) 引導裝載程序：Arduino Leonardo

(3) 工作電壓：5V

(4) 數(shù)字I/O口：20

(5) 模擬I/O口：6

(6) Xbee擴展接口：1

(7) Raspberry Pi 引出 GPIO ：16

(8) Raspberry Pi 引出 I2C總線：1

(9) Raspberry Pi 引出 ID_I2C總線：1

(10) Raspberry Pi 引出 SPI總線：1

(11) Raspberry Pi 引出 TTL UART串口：1

(12) 集成RTC時鐘，Raspberry Pi可以直接讀取

(13) 串口切換功能

擴展板功能接口示意，如下圖：

五. 產(chǎn)品設計

擴展板采用圓角矩形設計，擴展板與Raspberry Pi相比長度相同，寬度略寬一些，

板子設計有3個定位控制與Raspberry Pi的定位孔位置相同，如下圖：

樹莓派擴展板板子上采用了不同顏色的排針和排座用于區(qū)分排針和排座的不同的功能。

模擬I/O的排座為藍色

電源的排針和排座為紅色

數(shù)字I/O排針和排座為綠色

阻焊層為黑色，整板的器件布局很整齊，

在復位按鍵的下方，板子的背面有一顆橡膠墊，墊在RJ45接口上，這樣設計一方面是為了支撐板子，另一方面是防止RJ45接口的外殼將插針短接，如下圖：

板子Xbee接口旁邊有一條挖空的細槽，猜測是在使用樹莓派的Camera時，用于穿過FPC，這樣不會影Raspberry PI的的外設使用，如下圖：

Raspberry PI的所有IO通過電平轉(zhuǎn)換芯片后引出，用戶可根據(jù)外設的電平需求上拉到5V或者3.3V,并具備端口保護的功能。

開發(fā)板上設計了撥碼開關(guān)可以選擇Arduino Shield 插槽上插入的串口Shield是通過樹莓派串口還是通過Arduino Leonardo 來建立通信連接。當撥到A端時連接到樹莓派的串口，當撥到B端時連接到Arduino自己的串口。

板子的各個細節(jié)處理的很到位，無論是硬件方案還是，板子做工都是非常優(yōu)秀的，總的來講板子的設計很用心。

六. 產(chǎn)品使用方案

接下來我們就開始使用這款開發(fā)板，將Arduino樹莓派擴展板連接到樹莓派上，使用附帶的USB線將擴展板與樹莓派連接

為樹莓派供電，連接顯示器，鼠標鍵盤，如下圖：

接下來我們將在樹莓派上安裝Arduino IDE

獲取ROOT權(quán)限并安裝更新后安裝Arduino，如下圖：

安裝完成，如下圖:

因為我們要操作串口，接下來將PI用戶添加到tty和dialout，如下圖：

接下來我們要打開Arduino IDE，如下圖：

打開Arduino IDE之后在Board下選擇Arduino Leonardo，如下圖：

在Serial Port已經(jīng)設置為ACM0，如下圖：

接下來打開程序，點亮13引腳的LED，如下圖：

將程序下載到擴展板，板上的綠色LED亮起，如下圖：

我們也可是使用Firmata協(xié)議是Raspberry PI和Arduino進行通信，以及更多的操作，由于篇幅的原因小編這里就不做演示了，Raspberry PI和Arduino結(jié)合后的可玩性還是非常高的，感興趣的同學可以試試。

從以上的操作來看，在Raspberry PI上做Arduino的開發(fā)還是比較容易的，與在Windows上開發(fā)沒有太多區(qū)別，并且這款擴展板做了很多優(yōu)化設計將Raspberry PI和Arduino完美的結(jié)合了起來，是實現(xiàn)創(chuàng)新項目的好工具。

七. 其他資料

官方提供了原理圖，元件位置圖，板子接口詳細說明等資料，另外官方還提供了Raspberry PI和Arduino的使用教程，教程較為詳細，適合初學者學習使用，是學習Arduino和Raspberry PI的好方法。

八. 總結(jié)及展望

Raspberry PI和Arduino作為開源硬件最為火熱的兩個代表，各自具有自己的優(yōu)點和缺點，似乎將二者覺結(jié)合起來就能彌補各自的不足，并且二者的關(guān)聯(lián)使用也相對容易，DFROBOT的這款擴展板解決了硬件的連接，并且提供了軟件上的使用方法，使得無論是Raspberry PI愛好者還是Arduino愛好者都有一個相對容易的使用方法?？偟膩碚f這是一個非常適合做相對復雜的項目的的擴展板，用Raspberry PI做大量的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡連接等工作，用Arduino做實時的數(shù)據(jù)采集和控制，這也是強強聯(lián)合，這樣的解決方案適合大部分創(chuàng)客的，同時能解決創(chuàng)客們的大部分想法，DFROBOT的產(chǎn)品的無論是產(chǎn)品設計，易用性和質(zhì)量都是有保證的，希望創(chuàng)客們能做出更好玩更有意思的作品。