1. 板载资源 [ 接口 ] 1. Arduino 接口方便接入各种带 Arduino 接口的主板 2. XBee 接口方便接入各种 XBee 通信模块 [ 器件 ] inch OLED 方便进行各种显示实验, 分辨率 RGB LED 红绿蓝三基色 LED, 可以显

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帝巡沈
5 years ago
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1 Accessory Shield 用户手册产品概述 Accessory Shield 是为 Arduino 开发的一款外围扩展板, 集多种常用外围于一体帮助用户缩短 Arduino 产品的学习和研发周期主要功能五向摇杆可调电位器蜂鸣器多彩 LED 温度传感器三轴加速度计高精度实时时钟 0.96 寸 OLED XBee 接口 1

1. 板载资源 [ 接口 ] 1. Arduino 接口方便接入各种带 Arduino 接口的主板 2. XBee 接口方便接入各种 XBee 通信模块 [ 器件 ] 3. 0.96inch OLED 方便进行各种显示实验, 分辨率 128 64 4. RGB LED 红绿蓝三基色 LED, 可以显示 256 256 256 种颜色 5. 蜂鸣器 PWM 连接, 能演奏简单的音乐 6.

2 1. 板载资源 [ 接口 ] 1. Arduino 接口方便接入各种带 Arduino 接口的主板 2. XBee 接口方便接入各种 XBee 通信模块 [ 器件 ] inch OLED 方便进行各种显示实验, 分辨率 RGB LED 红绿蓝三基色 LED, 可以显示种颜色 5. 蜂鸣器 PWM 连接, 能演奏简单的音乐 6. 10K 可调电位器 7. ADXL345 三轴加速度计, 测量范围可达 ±16g 8. LM75BDP 温度传感器, 分辨率可达五向摇杆上下左右和按下, 共 5 种状态 10. XBee 状态指示灯 11. 电源指示灯 12. XBee EASYLINK 按键 13. Arduino 和 XBee 复位按键 14. DS3231 高精度实时时钟 15. CR1220 电池座实时时钟供电 16. P9813 RGB LED 驱动芯片 [ 跳线 ] 17. 调试 / 通信配置跳线当选择 TXD 与 TX,RXD 与 RX 相连时, 可使用上位机软件通过 Arduino 主控板串口对 XBee 通信模块进行调试和配置当选择 TXD 与 RX,RXD 与 TX 相连时, 可通过 Arduino 主控板串口与 XBee 通信模块进行数据通信 2

关于它的详细信息请参考附录 2.1 Arduino IDE 的使用 2.1.1 库的导入本手册以 Arduino 1.

3 2. 产品使用 2.1 节介绍 Arduino IDE 的基本操作, 包括用户自定义库的导入程序编译和下载 ;2.2 节具体描述各个功能的操作方法和实验现象文中所使用的开发板为 Arduino UNO PLUS, 关于它的详细信息请参考附录 2.1 Arduino IDE 的使用库的导入本手册以 Arduino 免安装版为例进行说明打开 arduino exe 点击 File -> Preferences, 进入配置界面 : 3

4 将示例程序中的 libraries 文件夹复制到 Sketchbook location 所指向的文件夹内 : 重启软件, 单击 Sketch -> Import Library, 查看是否有 adxl345 ds3231 lm75 rgb_p9813 和 ssd1306 选项若有, 说明库导入成功 4

IDE 自带的示例程序来描述程序的编译及下载方法依次点击 File -> Example -> 01.

5 2.1.2 程序编译和下载 1) 将 UNO PLUS 开发板的 BOOT 模式设置到 OFF 档,VCC 电压设置为 5V 2) 接入 Accessory Shield 模块, 通过 USB 线连接开发板并接入电脑若模块电源指示灯点亮说明工作正常 3) 本手册以 Arduino IDE 自带的示例程序来描述程序的编译及下载方法依次点击 File -> Example -> 01.Basics -> Blink 即可打开示例程序 4) 点击 Tools -> Board -> Arduino Uno 选择 Arduino 开发板型号, 这里只需要配置一次, 之后操作都会默认使用该型号 5

6 5) 点击 Tools -> Serial Port -> COM4 配置 Arduino 开发板的下载口, 注意 : 这里的 COM4 会根据不同电脑而不同, 需要通过设备管理器来查看具体的串口号 6) 点击编译按钮, 开始编译程序没有错误的话, 会提示 Done compling 和生成的文件大小 7) 点击下载按钮, 开始下载程序结束后会看到 UNO PLUS 板载 LED 以 1 秒周 6

7 期开始闪烁, 说明程序下载成功, 运行正常 2.2 基础实验在进行基础实验之前, 请确保例程中提供的库已经正确导入五向摇杆 Joysticks 为 5 个方向的操纵杆, 包括上下左右以及确定每个按键分别与 Arduino 的引脚连接, 通过检测 IO 口的高低电平来判断是哪个按键按下编译并下载程序, 单击, 打开 Arduino IDE 自带的串口监视器程序运行时板载的 LED 会以 1 秒为周期闪烁, 提示系统正常工作 ; 当按下任意一个按键时, 串口监视器会显示当前按下的键位, 例如 you press UP 现象见下图 : 可调电位器 UNO PLUS 开发板主芯片采用 ATMEGA328P-AU, 该芯片供电电压范围广, 适应 3.3V 及 5V 供电, 内置 10 位 AD 转换模块, 所以可提供 2^10=1024 级模数转换当系统的供电为 3.3V 时, 对应的分辨率可以达到 3300mv / 1024 = 3.22mv, 即每个 AD 值代表 3.22mv; 若 5V 供电, 分辨率为 5000mv / 1024 = 4.88mv, 每个 AD 采样值代表 4.88mv Accessory Shield 板载的 10k 可调电位器采用 3.3V 供电, 即最大可调节输出的电压值为 3.3V 若开发板供电电压配置为 3.3V, 输出 AD 值的范围是 ; 若开发板供电电压配置为 5V, 此时 ADC 的分辨率为 4.88mv, 电位器最大输出电压 3.3V 对应的 AD 值为 3300 / 4.88 = 676, 即输出 AD 值的范围是

8 编译并下载程序, 单击, 打开 Arduino IDE 自带的串口监视器程序运行时可以看到当前的采样 AD 值, 旋转电位器, 输出值发生改变现象见下图 : 蜂鸣器有源蜂鸣器直接接上额定电源就可以发声, 而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样, 需要接在音频输出电路中才能发声本模块使用的蜂鸣器为有源蜂鸣器, 既可以直流驱动, 发出一种单一频率的声音, 也可以用可变频率的交流信号去驱动, 发出简单的音乐声编译并下载程序可以听到蜂鸣器演奏简单的音乐多彩 LED 多彩 LED 是通过 PWM 调制分别控制灯珠内部 R G B 三个 LED 晶片以显示不同的亮度, 三原色混合就可以显示丰富的色彩编译并下载程序可以看到 RGB 实现三种颜色的渐变显示温度传感器 :LM75B LM75B 是一款支持 I2C 接口的测温芯片, 应用电路简介, 仅仅需要一颗去耦电容就可以工作另外它具有 8 个可配置逻辑地址的管脚, 使得同一总线上可同时连接 8 个器件而不发生地址冲突芯片特性如下 : 器件完全可以取代工业标准的 LM75 和 LM75A I2C 总线接口, 同一总线上可连接多达 8 个器件, 总线速度可达 400KHz, 具有总 8

9 线失效功能, 总线失效自动恢复, 防止锁死总线电源电压范围 :2.8V~5.5V 环境温度范围 :-55 ~125 测量分辨率 :0.125 测量精度 : -25 ~100 : 误差 2-55 ~125 : 误差 3 超低功耗, 关断模式下电流仅为 1.0μA ESD 保护 LM75 作为从机地址是 7 位的 1= 高电平,0= 低电平 MSB LSB A2 A1 A0 模块中 A2/A1/A0 引脚全部短接到地, 所以从机地址就是 0x48 编译并下载程序, 单击, 打开 Arduino IDE 自带的串口监视器会显示当前的温度信息, 用手触摸 LM75 芯片, 温度会发生变化, 具体现象如下图 : 三轴加速度计 :ADXL345 ADXL345 是 ADI 公司推出的一款小而薄的超低功耗 3 轴加速度计,13bit 分辨率可达 4 mg/lsb, 测量范围达 ±16g 数字输出数据为 16 位二进制补码格式, 可通过 SPI(3 线或 4 线 ) 或 I2C 数字接口访问 ADXL345 非常适合移动设备应用它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度, 还可以测量运动或冲击导致的动态加速度其高分辨率 (3.9mg/LSB), 能够测量不到 1.0 的倾斜角度变化 9

10 芯片特性如下 : 电源电压范围 :2.0V 至 3.6V I/O 电压范围 :1.7V 至 VCC 温度范围 :-40 至 +85 尺寸 :3mm x 5mm x 1mm,LGA 封装编译并下载程序, 单击, 打开 Arduino IDE 自带的串口监视器会显示当前开发板三轴位置的加速度大小, 旋转开发板, 输出值发生变化, 具体现象如下图 : 高精度实时时钟 :DS3231 DS3231 是低成本高精度 I2C 实时时钟 (RTC), 具有集成的温补晶体振荡器 (TCXO) 和晶体该器件包含电池输入端, 断开主电源时仍可保持精确的计时集成的晶体振荡器大大提高了器件的长期精确度该时钟可以记录秒分时星期日期月和年信息, 少于 31 天的月份, 将自动调整月末日期, 包括闰年补偿芯片特性如下 : 工作电压 :2.3V 至 5.5V 工作温度范围商用级 :0 至 +70 工业级 :-40 至至 +40 精度为 ±2ppm -40 至 +85 精度为 ±3.5ppm 编译并下载程序, 单击, 打开 Arduino IDE 自带的串口监视器本示例程序提供两个功能 : 通过串口输出当前的时间 ; 可以通过串口设置新的时间如下图 : 10

1 号箭头位置是待设置的新时间 :020150207143000, 第 1 个字符为 0, 后面跟年 (2015) 月 (02) 日(07) 时(14) 分(30) 秒(00) 共 15 个字符, 输入完毕后, 点击 2 号箭头发送, 会看到新的时间已经写入注意 : 时间格式为 24 小时制 ; 数据长度必须为 15 个字符, 例如 2 月需要写成 02, 其他数据段写法类似 2.2.8 0.

11 1 号箭头位置是待设置的新时间 : , 第 1 个字符为 0, 后面跟年 (2015) 月 (02) 日(07) 时(14) 分(30) 秒(00) 共 15 个字符, 输入完毕后, 点击 2 号箭头发送, 会看到新的时间已经写入注意 : 时间格式为 24 小时制 ; 数据长度必须为 15 个字符, 例如 2 月需要写成 02, 其他数据段写法类似寸 OLED:SSD1306 Accessory Shield 配备了一款 0.96inch,128 x 64 分辨率大小的 OLED 显示屏, 特性如下 : 驱动芯片 :SSD1306 接口 :I 2 C 颜色 : 黄蓝双色块视角 :>160 工作温度 :-20 至 70 存储温度 :-30 至 80 编译并下载程序, 示例程序展示了基本的绘图操作, 包括画线画圆矩形框等 XBee 接口 XBee 是美国 MaxStream 公司基于 ZigBee 技术开发的一款无线传输模块, 该模块使用简单, 只需通过串口进行数据的收发, 并且支持利用 AT 命令进行高级配置实验准备 : 两个 XBee 模块两个 Accessory Shield 以及两个 Arduino UNO PLUS 为方便阅读, 本手册将这两组称为 A 和 B 1) 分别把 XBee 模块接入 Accessory Shield 的 XBee 接口,Accessory Shield 接入 Arduino 开发板, 通过 USB 口与 PC 连接 11

Data Bits: 8 Flow Control: NONE Parity: NONE Stop Bits: 1 Xbee 模块在正常工作之前必须进行相应的设置, 对 XBee 模块的设置除了可以用 X-CTU 这一工具完成之外, 还可以按照 Xbee

12 2) 设置 Accessory Shield 跳线 : TXD 连接 TX RXD 连接 RX 注意 : 下面步骤会用到 Arduino 的 USB 接口和 TX RX 管脚, 请确保当前 Arduino 上运行的程序没有对串口的操作如果有, 可以重新下载一个新的程序, 例如示例中的蜂鸣器例程 3) 电脑端运行 X-CTU 软件配置 XBee 模块, 界面如下 : 4) PC Settings 选项卡中选择对应的串口, 并设置好波特率等参数,XBee 模块出厂默认设置为 : Baud: 9600 Data Bits: 8 Flow Control: NONE Parity: NONE Stop Bits: 1 Xbee 模块在正常工作之前必须进行相应的设置, 对 XBee 模块的设置除了可以用 X-CTU 这一工具完成之外, 还可以按照 Xbee 手册里介绍的 AT 指令, 通过串口终端完成为使用方便, 本手册只介绍 X-CTU 工具 5) 单击 Test/Query, 如果一切正常, 出现如下对话框若通信参数设置正确, 仍无法与 XBee 模块通信, 请检查 USB 连线和 Accessory Shield 上的跳线 12

13 6) 转到 Modem Configuration 选项卡, 点击 Read, 读取 XBee 模块当前参数 : 配置 XBee 模块 A 13

14 a) 在 Function Set 下选择 ZIGBEE COORDINATOR AT b) 单击 Show Defaults c) 选择 PAN ID, 修改为 1234 d) 点击 Write,A 配置完成配置 XBee 模块 B 14

a) 在 Function Set 下选择 ZIGBEE ROUTER AT b) 单击 Show Defaults c) 选择 PAN ID, 修改为 1234 d) 选择 Channel Verification(JV), 修改为 1-ENABLED e) 点击 Write,B 配置完成 7) 请按照以上方式配置好 XBee-A 和 XBee-B, 运行两个 X-CTU, 并在 PC

15 a) 在 Function Set 下选择 ZIGBEE ROUTER AT b) 单击 Show Defaults c) 选择 PAN ID, 修改为 1234 d) 选择 Channel Verification(JV), 修改为 1-ENABLED e) 点击 Write,B 配置完成 7) 请按照以上方式配置好 XBee-A 和 XBee-B, 运行两个 X-CTU, 并在 PC Settings 选型卡中选择不同的通信接口, 分别对 A 组和 B 组进行控制 8) 在 X-CTU 的 Terminal 中, 输入待发送的数据后, 会自动发送到 XBee-B 模块, 并在另一个 X-CTU 的 Terminal 中显示出来其中蓝色表示发送的数据, 红色表示接收到的数据 9) 如果运行状态如上图所示, 则 XBee 模块能够正常的收发数据用户可以再 Arduino 工程里利用 XBee 进行无线数据的收发, 只需将要发送的数据通过 Arduino 串口发送给 XBee 模块, 然后在另一个 Arduino 模块中通过串口读出数据即可注意, 此时需要设置 Accessory Shield 跳线 : TXD 连接 RX RXD 连接 TX 15

16 3. 附录 : 3.1 Arduino UNO PLUS UNO PLUS 是兼容 Arduino UNO R3 的开发板, 基于 ATMEGA328P-AU, 改进了 UNO R3 的部分缺陷关于本开发板的详细信息可参考下面链接 : 中文 : 英文 : 16

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