教你DIY一个树莓派扩展板

Arduino的拓展板被称作Shield，而树莓为首的拓展板则称为HAT（HardwareAttachedonTop），意为可选在树莓为首顶上的硬件板卡。下面就带着大家从零开始设计一块开源的树莓为首拓展板，嗣后取名为RaspberryPiICAHAT。　　RaspberryPiICAHAT　　1.需求分析　　设计HAT的想法是为树莓为首获取基本的表明和用户输出功能，并引向UART、I2C、SPI等硬件模块，便利相连其他模块，同时也需要当作用户自学树莓为首硬件编程的进门板（StarterBoard）。

ICAHAT的配备如下：　　1.用户按键x5，可以作为上下左右和确认按键；　　2.用户LEDx4，构建基本命令功能，另有一个电源命令LED；　　3.有源蜂鸣器x1，获取报警功能；　　4.红外发射管x2，红外接管头x1，构建红外发送遥控功能；　　5.七段数码管x2，构建8位数字表明，通过SPI模块的MAX7219芯片驱动；　　6.I/O和电源拓展排针若干。　　原作好市场需求后，首先必须考虑到的是结构问题，本例的设计针对的是树莓为首2B型号，同时也相容一代的B+型号。右图为树莓为首2B/B+的机械结构：　　针对树莓为首的机械结构，可以设计全长和半长两种HAT。

全长板与树莓为首外框尺寸完全相同，但由于树莓的USB和RJ45连接器较高，必须留意该区域底层的器件否不会与连接器认识。　　半长板则只包括四个螺孔的区域。　　两种板型都通过2.54mm间距排座与主板上的排针相连，并通过4个M2.5铜柱或螺钉与主板展开相同。如下图右图。

　　全长HAT和半长HAT　　已将设计好的两种尺寸HAT存放在GitHub上，读者可以在此基础上展开设计。　　分析完了机械结构后，紧接着必须考虑到的是I/O资源分配。

树莓为首2B/B+的I/O中还包括两个SPI模块、两个I2C模块和一个UART模块。没能用的硬件PWM和ADC。并且，I2C0被用于IDPROM模块，用作加载HAT板卡信息，用户无法用于。

SPI1在CPU中又叫作SPI_AUX，目前Linux驱动尚能不完备，但可以通过pigpo库调用。如下图右图：　　本例将SPI0、I2C1和UART0引向至排针，MAX7219用于SPI1掌控，并用于GPIO作为软片选。其他功能根据布线给定分配GPIO。

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