Matrix - Compact Kit

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1 Introduction

• The Matrix-Compact Kit is a compact board with various hardware resources, interfaces and ports including user button, LED, buzzer, ADC, compass, temperature sensor, IR receiver, TFT port and etc. This board can be connected to the NanoPi, NanoPi 2 and Raspberry Pi via its 40 pin header. In addition you can connect other external modules to its GPIOs.

2 资源

Matrix - Compact Kit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）：

Matrix-Compact_Kit接口布局

• 40pin排母GPIO管脚定义

Pin#	Name	Pin#	Name
1	VDD_SYS_3.3V	2	VDD_5V
3	I2C0_SDA	4	VDD_5V
5	I2C0_SCL	6	DGND
7	GPIOB28	8	UART3_TXD
9	DGND	10	UART3_RXD
11	GPIOB29	12	GPIOB26
13	GPIOB30	14	DGND
15	GPIOB31	16	PWM2
17	VDD_SYS_3.3V	18	GPIOB27
19	SPI0_MOSI	20	DGND
21	SPI0_MISO	22	PWM0
23	SPI0_CLK	24	SPI0_CS
25	DGND	26	PWM1
27	I2C1_SDA	28	I2C1_SCL
29	GPIOC8	30	DGND
31	SPI2_CLK	32	GPIOC28
33	SPI2_CS	34	DGND
35	SPI2_MOSI	36	GPIOC7
37	SPI2_MISO	38	ALIVEGPIO2
39	DGND	40	ALIVEGPIO3

Matrix-Compact_Kit接口布局

• 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_Pi26
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

Pin#	Name	Pin#	Name	Pin#	Name
1	VDD_5V	2	DATA	3	GND
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连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Compact_Kit和NanoPi 2：

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。

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：

5.5 测试AD转换

执行以下命令获得Channel 0的AD转换值：

$ matrix-adc

通过旋转可调电阻可以改变AD转换值，运行效果如下：

5.6 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：

5.7 读按键值

按键	CPU GPIO	linux索引号
KEY1	GPIOC7	71
KEY2	ALIVEGPIO2	162
KEY3	ALIVEGPIO3	163

以KEY1为例，执行以下命令读取按键值：

$ cd /sys/class/gpio/
$ echo 71 > export
$ echo in > gpio71/direction
$ cat gpio71/value

当KEY1按下时value=0，KEY1弹起时value=1。

5.8 控制LED

LED	CPU GPIO	linux索引号
LED1	GPIOC10	74
LED2	GPIOC9	73
LED3	GPIOC11	75
LED4	GPIOC12	76

以LED1为例，执行以下命令控制LED：

$ cd /sys/class/gpio/
$ echo 74 > export
$ echo out > gpio74/direction
$ echo 1 > gpio74/value

1表示点亮LED1,0表示熄灭LED1。

10 相关资料

• [Schematic]()