1.2.2　Arduino擴(kuò)展板

在Arduino開(kāi)源硬件系列中，除了主要開(kāi)發(fā)板之外，還有與之配合使用的各種擴(kuò)展板，可以插到開(kāi)發(fā)板上增加額外的功能。選擇適合的擴(kuò)展板，可以增強(qiáng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的功能，常見(jiàn)的擴(kuò)展板有Arduino Ethernet Shield、Arduino GSM Shield、Arduino Motor Shield、Arduino 9 Axes Motion Shield等。

Arduino Ethernet Shield（以太網(wǎng)盾）如圖1-9所示，有1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的有線RJ-45連接，具有集成式線路變壓器和以太網(wǎng)供電功能，可將Arduino開(kāi)發(fā)板連接到互聯(lián)網(wǎng)。基于WIZnet W5500以太網(wǎng)芯片，提供網(wǎng)絡(luò)（IP）堆棧，支持TCP和UDP協(xié)議。可以同時(shí)支持8個(gè)套接字連接，使用以太網(wǎng)庫(kù)寫(xiě)入程序代碼。

以太網(wǎng)盾板利用貫穿盾板的長(zhǎng)繞線排與Arduino開(kāi)發(fā)板連接，保持引腳布局完整無(wú)缺，以便其他盾板可以堆疊其上。它有1個(gè)板載micro-SD卡槽，可用于存儲(chǔ)文件，與Arduino UNO和MEGA兼容，可通過(guò)SD庫(kù)訪問(wèn)板載micro-SD讀卡器。以太網(wǎng)盾板帶有1個(gè)供電（PoE）模塊，可從傳統(tǒng)的5類電纜獲取電力。

Arduino GSM Shield如圖1-10所示，為了連接蜂窩網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)展板需要一張由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供的SIM卡。它通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)將Arduino開(kāi)發(fā)板連接到互聯(lián)網(wǎng)，可撥打/接聽(tīng)語(yǔ)音電話和發(fā)送/接收SMS信息。

Arduino GSM Shield采用Quectel的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器M10，利用AT命令與開(kāi)發(fā)板通信。GSM Shield利用數(shù)字引腳2、3與M10進(jìn)行軟件串行通信，引腳2連接M10的TX引腳，引腳3連接RX引腳，調(diào)制解調(diào)器的PWRKEY連接引腳7。

M10是一款四頻GSM/GPRS調(diào)制解調(diào)器，其工作頻率如下：GSM850MHz、GSM900MHz、DCS1800MHz和PCS1900MHz。它通過(guò)GPRS連接支持TCP/UDP和HTTP。其中GPRS數(shù)據(jù)下行鏈路和上行鏈路的最大傳輸速度為85.6kb/s。

Arduino Motor Shield如圖1-11所示，用于驅(qū)動(dòng)電感負(fù)載（例如繼電器、螺線管、直流和步進(jìn)電機(jī)）的雙全橋驅(qū)動(dòng)器L298，利用Arduino Motor Shield可以驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電機(jī)，獨(dú)立控制每個(gè)電機(jī)的速度和方向。因此，它有2條獨(dú)立的通道，即A和B，每條通道使用4個(gè)開(kāi)發(fā)板引腳來(lái)驅(qū)動(dòng)或感應(yīng)電機(jī)。Arduino Motor Shield上使用的引腳共8個(gè)，不僅可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電機(jī)，也可以將它們合并起來(lái)驅(qū)動(dòng)1個(gè)雙極步進(jìn)電機(jī)。

Arduino 9 Axes Motion Shield如圖1-12所示，它采用德國(guó)博世傳感器技術(shù)有限公司推出的BNO055絕對(duì)方向傳感器。這是一個(gè)使用系統(tǒng)級(jí)封裝，集成三軸14位加速計(jì)、三軸16位陀螺儀、三軸地磁傳感器，并運(yùn)行BSX3.0 FusionLib軟件的32位微控制器。BNO055在3個(gè)垂直的軸上具有三維加速度、角速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

另外，它還提供傳感器融合信號(hào)，如四元數(shù)、歐拉角、旋轉(zhuǎn)矢量、線性加速、重力矢量。結(jié)合智能中斷引擎，可以基于慢動(dòng)作或誤動(dòng)作識(shí)別、任何動(dòng)作（斜率）檢測(cè)、高g檢測(cè)等項(xiàng)觸發(fā)中斷。

Arduino 9 Axes Motion Shield兼容UNO、YNO、Leonardo、Ethernet、MEGA和DUE開(kāi)發(fā)板。在使用Arduino 9 Axes Motion Shield時(shí)，要根據(jù)使用的開(kāi)發(fā)板將中斷橋和重置橋焊接在正確的位置。