Difference between revisions of "Matrix - Compact Kit B"

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[[Matrix - Compact Kit B/zh|查看中文]]
 
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==介绍==
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[[File:Matrix-Compact_Kit_B.png|thumb|]]
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*Matrix - Compact_Kit_B是为Nanopi 2 Fire的接口开发的一款紧凑、简洁的多功能开发者套件，该套件由一系列常用电气元件经过精心构建而成，色彩斑斓，资源丰富，包括了按键、LED、无源蜂鸣器、ADC、指南针、温度传感器、红外接收器、TFT等14种资源。该套件可以直接通过40pin排母和NanoPi2 Fire连接。除了丰富的板上资源以外，您还可以通过扩展的IO口外接模块，基于本产品开发出功能丰富的应用。
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==资源==
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Matrix - Compact Kit B集成的元件如下:<br>
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* 0.9 TFT LCD
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* 轻触开关3个
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* 5mm LED4个
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* 无源蜂鸣器
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* ADC
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* 滑动变阻器
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* 40pin排母
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* 4pin排针---I2C接口
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* 4pin排针---UART接口
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* 3pin双排针---3.3V和GND
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* 18B20温度传感器
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* 红外接收器
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* 3pin排座10个---3个模拟IO,7个数字IO(其中两个可复用为PWM,四个复用为SPI 接口)
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* 指南针
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==特性==
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* PCB尺寸（mm）：64X40
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* '''40pin排母GPIO管脚定义'''
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::{| class="wikitable"
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|Pin# || Name          ||Pin#  || Name   
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|1    || SYS_3.3V      ||2    || VDD_5V
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|3    || I2C0_SDA      ||4    || VDD_5V
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|11  || UART4_TX/GPIOB29  ||12    || GPIOD1/PWM0
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|13  || GPIOB30      ||14    || DGND
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|15  || GPIOB31      ||16    || GPIOC14/PWM2
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|17  || SYS_3.3V      ||18    || GPIOB27
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|19  || SPI0_MOSI/GPIOC31    ||20    || DGND
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|27  || I2C1_SDA      ||28    || I2C1_SCL
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|29  || GPIOC8        ||30    || DGND
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|31  || GPIOC7        ||32    || GPIOC28
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|33  || GPIOC13/PWM1  ||34    || DGND
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|37  || AliveGPIO3    ||38    || SPI2_MOSI/GPIOC12
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|39  || DGND          ||40    || SPI2_CLK/GPIOC9
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* '''30pin排针管脚定义'''
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::{| class="wikitable"
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|Pin# || Name          ||Pin#  || Name          ||Pin#  || Name     
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|1    || GND ||2    || VDD_5V ||3    ||A1_PCF
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|4    || GND ||5    || VDD_5V ||6    ||A2_PCF
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|7    || GND ||8    || VDD_5V ||9    ||A3_PCF
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|10    || GND ||11    || VDD_5V ||12    ||D1_Pi11
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|13    || GND ||14    || VDD_5V ||15    ||D2_Pi33
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|16    || GND ||17    || VDD_5V ||18    ||D3_Pi16
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|19    || GND ||20    || VDD_5V ||21    ||D4_Pi19
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|22    || GND ||23    || VDD_5V ||24    ||D5_Pi21
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|25    || GND ||26    || VDD_5V ||27    ||D6_Pi23
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|28    || GND ||29    || VDD_5V ||30    ||D7_Pi24
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|}
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[[File:18B20 and IRR.png |thumb|300px|18B20和红外接收接口布局]]
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* '''18B20和红外接收管脚定义'''
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::{| class="wikitable"
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|模块        ||Pin#  || Name        ||Pin#  || Name          ||Pin#  || Name     
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|18B20      ||1    || VDD_5V      ||2    || DATA          ||3    || GND
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|红外接收管  ||1    || DATA        ||2    || GND          ||3    || VDD_5V
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|}
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==下载Matrix源码==
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Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
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该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
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* nanopi分支用于支持NanoPi；
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* nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
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* tiny4412分支用于支持Tiny4412；
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* raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；
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在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ sudo apt-get install git
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</syntaxhighlight>
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克隆Matrix配件代码仓库
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
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</syntaxhighlight>
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克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。
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==与NanoPi 2 Fire连接使用==
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===硬件连接===
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参考下图连接模块Matrix-Compact_Kit_B和NanoPi 2：<br>
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[[File:Matrix-Compact_Kit_B_nanopi2.jpg|frameless|600px|Matrix-Compact_Kit_B_nanopi2]]
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===编译测试程序===
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进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd matrix
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$ git checkout nanopi2
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</syntaxhighlight>
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编译Matrix配件代码
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
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</syntaxhighlight>
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注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。<br>
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编译成功后库文件位于install/lib目录下，测试程序位于install/usr/bin目录下，硬件驱动模块位于modules目录。<br>
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硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git <br>
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===拷贝测试程序===
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将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
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假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cp modules /media/rootfs/ -r
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$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
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$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
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</syntaxhighlight>
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===测试LCD显示===
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将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令。<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd /modules
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$ insmod fbtft_device.ko name=matrix-st7735s gpios=dc:58,reset:63,cs:59
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$ sudo FRAMEBUFFER=/dev/fb-st7735s startx &
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</syntaxhighlight>
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fbtft_device是LCD驱动，成功加载驱动后，可以看到LCD被清屏。<br>
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startx命令会将1寸屏作为桌面显示设备，运行效果如下：<br>
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[[File:03.jpg|frameless|600px|03]]
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===测试蜂鸣器===
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将蜂鸣器的跳线接到ON，执行以下命令控制蜂鸣器：<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd /modules
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$ insmod matrix_pwm.ko
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$ matrix-buzzer
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</syntaxhighlight>
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运行效果如下：<br>
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[[File:matrix-buzzer_result.png|frameless|600px|matrix-buzzer_result]] <br>
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可以听到蜂鸣器在响，默认输出的PWM频率为1KHz，占用比为50%。
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===控制LED===
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{| class="wikitable"
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|-
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|LED  || CPU GPIO        || Linux索引号 || 物理索引号
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|-
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|红色LED1 || GPIOB28    || 60          || 28
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|-
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|绿色LED2 || GPIOC7    || 71          || 31
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|-
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|蓝色LED3 || ALIVEGPIO3 || 163          || 37
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|-
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|黄色LED4 || GPIOC11    || 75          || 35
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|}
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以LED1为例，执行以下命令控制LED：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd /sys/class/gpio/
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$ echo 60 > export
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$ echo out > gpio60/direction
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$ echo 1 > gpio60/value
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</syntaxhighlight>
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1表示点亮LED1,0表示熄灭LED1。
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===读按键值===
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{| class="wikitable"
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|-
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|按键 || CPU GPIO  || Linux索引号 || 物理索引号
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|-
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|KEY1 || GPIOC10    || 74  || 36
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|-
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|KEY2 || GPIOC12    || 76  || 38
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|-
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|KEY3 || GPIOC9      || 73  || 40
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|}
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以KEY1为例，执行以下命令读取按键值：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd /sys/class/gpio/
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$ echo 74 > export
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$ echo in > gpio74/direction
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$ cat gpio74/value
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</syntaxhighlight>
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当KEY1按下时value=0，KEY1弹起时value=1。
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===测试AD转换===
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执行以下命令获得Channel0的AD转换值：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd /modules
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$ insmod pcf8591.ko
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$ matrix-adc
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</syntaxhighlight>
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通过旋转可调电阻可以改变AD转换值，运行效果如下：<br>
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[[File:matrix-cpt_kit_result2.png|frameless|600px|matrix-cpt_kit_result_ad]]
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===测试指南针===
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执行以下命令获得当前方向：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ matrix-compass
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通过改变开发板的朝向可以获得不同的方向值，运行效果如下：<br>
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[[File:matrix-cpt_kit_result3.png|frameless|600px|matrix-cpt_kit_result_cps]]
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===测试温度传感器===
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执行以下命令操作温度传感器：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd /modules
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$ insmod w1-gpio.ko
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$ insmod w1-gpio-board.ko gpio=72
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$ matrix-temp_sensor
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gpio=72表示使用引脚GPIOC8，72是该引脚在Linux里的索引号。<br>
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运行效果如下：<br>
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[[File:matrix-temperature_sensor_result.png|frameless|600px|matrix-temperature_sensor_result]]
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===测试红外接收头===
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执行以下命令操作红外接收头：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd /modules
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$ insmod matrix_ir_recv.ko gpio=92
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gpio=92表示使用引脚GPIOC28，92是该引脚在Linux里的索引号。<br>
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成功加载驱动后，会在/dev/input/目录下生成一个event设备节点，这里假设生成的设备节点为event1。<br>
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开源软件input-utils可以读取event设备的数据，它的使用方法如下：<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ apt-get install input-utils
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$ input-events 1
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1表示读设备节点event1。<br>
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用一个普通的遥控器往模块发送数据，可看到运行效果如下：<br>
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[[File:matrix-ir_receiver_result.png|frameless|600px|matrix-ir_receiver_result]]
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===通过Python控制===
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==与NanoPi连接使用==
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==与Tiny4412连接使用==
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==与RaspberryPi连接使用==
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==与Arduino连接使用==
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==相关资料==
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*[Schematic]([http://wiki.friendlyarm.com/wiki/images/9/90/SCHEMATIC1_martix_compact_B.pdf Matrix - Compact Kit B-Schematic.pdf])

Revision as of 02:20, 23 May 2016

查看中文

1 介绍

Matrix-Compact Kit B.png
  • Matrix - Compact_Kit_B是为Nanopi 2 Fire的接口开发的一款紧凑、简洁的多功能开发者套件，该套件由一系列常用电气元件经过精心构建而成，色彩斑斓，资源丰富，包括了按键、LED、无源蜂鸣器、ADC、指南针、温度传感器、红外接收器、TFT等14种资源。该套件可以直接通过40pin排母和NanoPi2 Fire连接。除了丰富的板上资源以外，您还可以通过扩展的IO口外接模块，基于本产品开发出功能丰富的应用。

2 资源

Matrix - Compact Kit B集成的元件如下:

  • 0.9 TFT LCD
  • 轻触开关3个
  • 5mm LED4个
  • 无源蜂鸣器
  • ADC
  • 滑动变阻器
  • 40pin排母
  • 4pin排针---I2C接口
  • 4pin排针---UART接口
  • 3pin双排针---3.3V和GND
  • 18B20温度传感器
  • 红外接收器
  • 3pin排座10个---3个模拟IO,7个数字IO(其中两个可复用为PWM,四个复用为SPI 接口)
  • 指南针

3 特性

  • PCB尺寸（mm）：64X40

Matrix-Compact Kit B PCB.png

  • 40pin排母GPIO管脚定义
Pin# Name Pin# Name
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 I2C0_SDA 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL 6 DGND
7 GPIOD8/PPM 8 UART3_TXD/GPIOD21
9 DGND 10 UART3_RXD/GPIOD17
11 UART4_TX/GPIOB29 12 GPIOD1/PWM0
13 GPIOB30 14 DGND
15 GPIOB31 16 GPIOC14/PWM2
17 SYS_3.3V 18 GPIOB27
19 SPI0_MOSI/GPIOC31 20 DGND
21 SPI0_MISO/GPIOD0 22 UART4_RX/GPIOB28
23 SPI0_CLK/GPIOC29 24 SPI0_CS/GPIOC30
25 DGND 26 GPIOB26
27 I2C1_SDA 28 I2C1_SCL
29 GPIOC8 30 DGND
31 GPIOC7 32 GPIOC28
33 GPIOC13/PWM1 34 DGND
35 SPI2_MISO/GPIOC11 36 SPI2_CS/GPIOC10
37 AliveGPIO3 38 SPI2_MOSI/GPIOC12
39 DGND 40 SPI2_CLK/GPIOC9
  • 30pin排针管脚定义
Pin# Name Pin# Name Pin# Name
1 GND 2 VDD_5V 3 A1_PCF
4 GND 5 VDD_5V 6 A2_PCF
7 GND 8 VDD_5V 9 A3_PCF
10 GND 11 VDD_5V 12 D1_Pi11
13 GND 14 VDD_5V 15 D2_Pi33
16 GND 17 VDD_5V 18 D3_Pi16
19 GND 20 VDD_5V 21 D4_Pi19
22 GND 23 VDD_5V 24 D5_Pi21
25 GND 26 VDD_5V 27 D6_Pi23
28 GND 29 VDD_5V 30 D7_Pi24
18B20和红外接收接口布局
  • 18B20和红外接收管脚定义
模块 Pin# Name Pin# Name Pin# Name
18B20 1 VDD_5V 2 DATA 3 GND
红外接收管 1 DATA 2 GND 3 VDD_5V

4 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

  • nanopi分支用于支持NanoPi；
  • nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
  • tiny4412分支用于支持Tiny4412；
  • raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例 

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库 

$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2 Fire连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Compact_Kit_B和NanoPi 2：
Matrix-Compact_Kit_B_nanopi2

5.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支 

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，测试程序位于install/usr/bin目录下，硬件驱动模块位于modules目录。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

5.3 拷贝测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

5.4 测试LCD显示

将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令。

$ cd /modules
$ insmod fbtft_device.ko name=matrix-st7735s gpios=dc:58,reset:63,cs:59
$ sudo FRAMEBUFFER=/dev/fb-st7735s startx &

fbtft_device是LCD驱动，成功加载驱动后，可以看到LCD被清屏。
startx命令会将1寸屏作为桌面显示设备，运行效果如下：
03

5.5 测试蜂鸣器

将蜂鸣器的跳线接到ON，执行以下命令控制蜂鸣器：

$ cd /modules
$ insmod matrix_pwm.ko
$ matrix-buzzer

运行效果如下：
matrix-buzzer_result
可以听到蜂鸣器在响，默认输出的PWM频率为1KHz，占用比为50%。

5.6 控制LED

LED CPU GPIO Linux索引号 物理索引号
红色LED1 GPIOB28 60 28
绿色LED2 GPIOC7 71 31
蓝色LED3 ALIVEGPIO3 163 37
黄色LED4 GPIOC11 75 35

以LED1为例，执行以下命令控制LED： 

$ cd /sys/class/gpio/
$ echo 60 > export
$ echo out > gpio60/direction
$ echo 1 > gpio60/value

1表示点亮LED1,0表示熄灭LED1。

5.7 读按键值

按键 CPU GPIO Linux索引号 物理索引号
KEY1 GPIOC10 74 36
KEY2 GPIOC12 76 38
KEY3 GPIOC9 73 40

以KEY1为例，执行以下命令读取按键值： 

$ cd /sys/class/gpio/
$ echo 74 > export
$ echo in > gpio74/direction
$ cat gpio74/value

当KEY1按下时value=0，KEY1弹起时value=1。

5.8 测试AD转换

执行以下命令获得Channel0的AD转换值： 

$ cd /modules
$ insmod pcf8591.ko
$ matrix-adc

通过旋转可调电阻可以改变AD转换值，运行效果如下：
matrix-cpt_kit_result_ad

5.9 测试指南针

执行以下命令获得当前方向： 

$ matrix-compass

通过改变开发板的朝向可以获得不同的方向值，运行效果如下：
matrix-cpt_kit_result_cps

5.10 测试温度传感器

执行以下命令操作温度传感器： 

$ cd /modules
$ insmod w1-gpio.ko
$ insmod w1-gpio-board.ko gpio=72
$ matrix-temp_sensor

gpio=72表示使用引脚GPIOC8，72是该引脚在Linux里的索引号。
运行效果如下：
matrix-temperature_sensor_result

5.11 测试红外接收头

执行以下命令操作红外接收头： 

$ cd /modules
$ insmod matrix_ir_recv.ko gpio=92

gpio=92表示使用引脚GPIOC28，92是该引脚在Linux里的索引号。
成功加载驱动后，会在/dev/input/目录下生成一个event设备节点，这里假设生成的设备节点为event1。

开源软件input-utils可以读取event设备的数据，它的使用方法如下：

$ apt-get install input-utils
$ input-events 1

1表示读设备节点event1。

用一个普通的遥控器往模块发送数据，可看到运行效果如下：
matrix-ir_receiver_result

5.12 通过Python控制

6 与NanoPi连接使用

7 与Tiny4412连接使用

8 与RaspberryPi连接使用

9 与Arduino连接使用

10 相关资料

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