产品简介

ARPI600是一款兼容树莓派、Arduino和XBee的扩展板，可用于扩展常用的接口资源。

产品特点

• 板载USB转串口（支持树莓派串口调试）、RTC和ADC等常用资源
• 支持Arduino接口（带AD功能），方便树莓派接入多种Arduino扩展板(Shield)
• 支持树莓派通过XBee通信模块进行无线数据传输，并支持XBee USB适配器功能
• 支持传感器接口，方便树莓派接入多种传感器

资源介绍

树莓派使用

打开I2C接口

在终端执行：

sudo raspi-config 
选择 Interfacing Options -> I2C ->yes 启动 i2C 内核驱动

然后重启树莓派：

sudo reboot

开启SPI接口

• 打开树莓派终端，输入以下指令进入配置界面
  

sudo raspi-config
选择Interfacing Options -> SPI -> Yes 开启SPI接口

然后重启树莓派：

sudo reboot

请确保SPI没有被其他的设备占用，你可以在/boot/config.txt中间检查

开启Uart接口

打开树莓派终端，输入以下指令进入配置界面

sudo raspi-config
选择Interfacing Options -> Serial，关闭shell访问，打开硬件串口

然后重启树莓派：

sudo reboot

安装库

• 安装BCM2835， 打开树莓派终端，并运行以下指令

wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.60.tar.gz
tar zxvf bcm2835-1.60.tar.gz 
cd bcm2835-1.60/
sudo ./configure && sudo make && sudo make check && sudo make install
# 更多的可以参考官网：http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/

• 安装wiringPi

sudo apt-get install wiringpi
#对于树莓派2019年5月之后的系统（早于之前的可不用执行），可能需要进行升级：
wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb
sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb
gpio -v
# 运行gpio -v会出现2.52版本，如果没有出现说明安装出错

• python

sudo apt-get updata
sudo apt-get install ttf-wqy-zenhei
sudo apt-get install python-pip 
sudo pip install RPi.GPIO
sudo pip install spidev
sudo apt-get install python-smbus
sudo apt-get install python-serial
sudo pip install rpi_ws281x

下载例程

sudo apt-get install p7zip
wget http://www.waveshare.net/w/upload/3/37/ARPI600.7z
7zr x ARPI600.7z -r -o./ARPI600
sudo chmod 777 -R ARPI600
cd ARPI600/RaspberryPi/ARPI600_Code

连接树莓派串口控制外设

配置系统串口

1) 进入终端，执行：

sudo nano /boot/cmdline.txt

把以下行：

wc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

改为如下:

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4
elevator=deadline rootwait

按下Ctrl+X，选择 Y 保存。
2) 执行：

sudo nano /etc/inittab

将以下内容

#Spawn a getty on Raspberry Pi serial line
T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

改为

#Spawn a getty on Raspberry Pi serial line
#T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

按下Ctrl+X，选择 Y 保存
3) 执行：

sudo reboot

执行完这个命令，重启树莓派之后，将无法从串口进入树莓派终端。此时用户如需进入终端，须采用SSH或是把树莓派外接显示器后进入LXterminal。（如果想要串口重新作为树莓派串口调试输出，则还原更改后重启即可，所以更改前最好备份）

树莓派串口打印数据

1) 用户需设置跳线开启串口调试功能：：

• CP_RX连接P_TX
• CP_TX连接P_RX

2) 打开PuTTY串口调试软件，进行设置：：

• Serial line: 选择对应的串口。
• Speed: 设置波特率为9600。（注意这里Speed处改为9600，和图 3不同）
• Connection type: 设置为Serial。

3) 把program/Xbee/send文件夹复制到树莓派系统，进入send文件夹，执行：：

sudo make
sudo ./serialTest

串口终端打印出如下：

组建2个XBee的无线传输网络

准备工作

1) 两个XBee模块。
2) 两个ARPI600模块。
3) 两个树莓派。

• 为了便于阅读，将它们分为A、B两组。（XBee-A，ARPI600-A，XBee-B，ARPI600-B）

安装X-CTU工具

1) 电脑端打开software/X-CTU V5.2.8.6.exe进行安装，安装完打开如下图：

2) 设置XBee模块，出厂里默认的设置为：

• Baud: 9600
• Data Bite: 8
• Parity: NONE
• Stop: 1

测试电脑是否连上XBee

1) 把XBee-A接入ARPI600-A。把XBee-B接入ARPI600-B。
2) 设置跳线开启XBee的串口调试功能，如下图所示：

• XB_RX连接CP_RX
• CP_TX连接XB_TX

3) 接通树莓派电源。
4) 点击Test/Query按钮，测试是否能够正确地连接上XBee模块：

5) 如果一切正常，我们将看到如下的对话框，则说明连接成功：

对XBee-A模块进行配置

1) 点击Modem Configuration选项卡。点击Read按钮读出XBee模块中的当前参数：

2) 在Function Set下拉列表中选择ZIBGEE ROUTER/END DEVICE AT：

3) 在读出的Networking 中，进行设置：

• ID: 234
• DH: 0
• DL: 0

4) 点击Write把设置好的参数下载到XBee-A模块中。

对XBee-B模块进行配置

1) 对XBee-B模块重复3.1和3.3的操作。但是在Function Set下拉列表中选择为ZIBGEE COORDINATOR AT：

2) 在读出的Networking 中，进行设置：

• ID: 234
• DH: 0
• DL: ffff

3) 点击Write把设置好的参数下载到XBee-B模块中。
4) 为了实现的是一个简单的点对点网络，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选项卡中选择不同的通信接口，分别对A组和B组进行控制。
5) 在XBee-A的X-CTU的Terminal中，输入需要XBee模块传输的数据，这些数据会被自动发送到XBee-B模块，并在另一个X-CTU的Terminal中显示出来。其中蓝色的表示发送的数据，红色的标志接受的数据。

6) 如果运行状态如上图所示，则XBee模块能够正常的收发数据。

树莓派通过XBee无线传输数据

确保组建2个XBEE的无线传输网络正常之后，现在树莓派可以通XBee无线传输数据。
1) 设置ARPI600跳线：
把收发的2个树莓派串口都接到XBee串口，ARPI600扩展板按照下图红框跳线。

• XB_RX连接P_TX
• XB_TX连接P_RX

2) 测试树莓派串口：
执行： cd /Xbee/getdata sudo make sudo ./serialTest 串口终端打印出如下

再运行发送端代码，复制program/Xbee/send 到发送端树莓派系统中，进入send文件夹，执行。
sudo make sudo ./serialTest 这时接收端就会打印出接收到的数据：

RTC时钟

1) 连接RTC JMP处的跳线。
2) 打开树莓派系统桌面的LXTerminal，在LXTerminal中输入

i2cdetect -y 1

3) 在LXTerminal会打印出PCF8563接入树莓派的地址，我这里显示的51，如下图，说明树莓派已经识别到PCF8563了。

4) 在LXTerminal中执行：

modprobei2c-dev
echo pcf8563 0x51 > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device
hwclock -r#（读接入的I2C硬件RTC的时间）

LXTerminal会打印出PCF8563的时间， 与系统时间不同。
5) 在LXTerminal中执行：

hwclock -w #（把树莓派系统的时间写入到PCF8563）
hwclock -r #（树莓派系统的时间同步到PCF8563）
hwclock -s #（设置系统的时间与硬件的RCT时钟同步）

AD转换（ARPI600板载TLC1543芯片）

配置A0管脚为AD管脚

1) 确保完成库的安装。
2) 设置跳线，选择参考电压：

• REF连接5V，则AD转换参考电压为5V。（默认跳线到5V）
• REF连接3V3，则AD转换参考电压为3.3V。

注意REF同一时刻，只能连接上面的一种。

3) 复制program/AD_TLC1543到树莓派系统中，进入AD_TLC1543文件夹内,在终端执行如下命令：

sudo make
sudo ./tlc1543

4) 终端会打印出AD转换值。程序默认是打印TLC1543芯片的AD0脚的转换值，即ARPI600上的T_A0转换值。
5) 将T_A0连接到A0后，Arduino接口上的A0即可当做AD转换脚使用。如下图红框所示：

配置为其他AD管脚

1) 如果想要打印TLC1543其他的AD管脚转换值，需终端编辑tlc1543.c文件：
sudo nano tlc1543.c 找到这行代码：
re=ADCSelChannel(0); 更改代码中的0为其他数字，即可更改为其他管脚。（改为1则测试AD1即T_A1转换值，改为2即可测试AD2即T_A2转换值，以此类推，一直可以测试到AD10即T_A10转换值）
更改完后，按下Ctrl+X，选择 Y 保存。
2) 继续在终端执行：

sudo make
sudo ./tlc1543

即可让更改生效。

接口说明

接口概述

1) 默认情况下，Arduino接口数字控制脚对应树莓派IO如下：

2) 模块电路板上有配置APRI600的D11, D12, D13管脚的跳线。它们之间通过0Ω电阻短接。如下图所示：

出厂时跳线连接如下：

• SCK连接D13
• MISO连接D12
• MOSI连接D11

如果连接：

• D13连接P26
• D12连接IO_SD
• D11连接IO_SC

则相当于使D11, D12, D13管脚接到树莓派普通IO控制脚。
注意：用户可以根据需要更改这些跳线，但是此操作需要用到焊接器材。在没有我司工作人员指导下擅自更改，将视为放弃保修。
3) APRI600的A0-A5管脚可以配置为IO控制功能或者ADC功能。

a) 当A0-A5连接到 1处时，则A0-A5作为IO控制管脚，和树莓派管脚对应关系参见下表：

b) 当A0-A5连接到 3处时，则A0-A5作为AD转换脚。
4) 用户可以连接A4和P_SCL，A5和P_SDA（如图 22.），以作为树莓派的I2C控制脚，默认断开。
注意：用户可以根据更改这些跳线，但是此操作需要用到焊接器材。在没有我司工作人员指导下擅自更改，将视为放弃保修。

5) ARPI600提供传感器接口，如图引出4P的传感器接口：

其中：

• A处接TLC1543芯片的AD转换（A6-A10）管脚。
  
• D处接树莓派的P0-P4 IO控制脚。
  

方便用户接入多种传感器。

ARPI600连接传感器套件（需另外选购）

以下操作都需把ARPI600插上树莓派使用。如果只有ARPI600和传感器套件，却没有树莓派的话，那么是无法使用的。

• Color Sensor

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Color_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Color_Sensor
sudo ./Color_Sensor

4) 程序会对芯片的白平衡进行调整，时间大概为2s，调整结束以后即可把三原色的频率经过终端输出，对照RGB颜色对照表，即可知道所测得颜色。
5) 按Ctrl+C结束程序。

• Flame Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Flame_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Flame_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 传感器靠近火焰时，模块上的信号指示灯点亮。传感器远离火焰时，模块上的信号指示灯熄灭。
5) 随着传感器与火焰距离的改变，终端输出的数据也会发生改变。
6) 按Ctrl+C结束程序
注意：该传感器主要用于感知火焰，但其自身并不防火。因此使用时请与火焰保持一定距离，以免烧坏传感器。

• Metal Sensor

1) 把ARPI600插入到树莓派。 2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Metal_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Metal_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 传感器接触带电金属时，模块上的信号指示灯点亮。传感器远离金属时，模块上的信号指示灯熄灭。
5) 随着传感器与金属接触与分离，终端输出的数据会发生相应改变。
6) 按Ctrl+C结束程序。

• Hall Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Hall Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Hall_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 传感器靠近磁铁时，模块上的信号指示灯点亮。传感器远离磁铁时，模块上的信号指示灯熄灭。
5) 随着传感器与金属接触与分离，终端输出的数据会发生相应改变。
6) 按Ctrl+C结束程序。

• Infrared Reflective Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Infrared_Reflective_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Infrared_Reflective_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 传感器靠近障碍物时，模块上的信号指示灯点亮。传感器远离障碍物时，模块上的信号指示灯熄灭。
5) 随着传感器与障碍物距离的变化，终端输出的数据也会发生改变。
6) 按Ctrl+C结束程序。

• Laser Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Laser_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，在终端运行程序

cd Laser_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 把障碍物置于激光传感器上方，此时模块上的信号指示灯会被点亮，把障碍物远离激光传感器上方，此时模块上的信号指示灯熄灭。由此可知激光传感器是否探测到障碍物。
5) 按Ctrl+C结束程序。

• Moisture Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Moisture_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Moisture_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 把传感器插入土壤中，然后逐渐往土壤中加水，终端输出数据变化。
5) 按Ctrl+C结束程序。

• Rotation Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Rotation_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Rotation_Sensor
sudo ./Rotation_Sensor

4) 分别顺时针旋转，逆时针旋转和按下编码器，端口分别输出数据：

Turn right!
Turn left!
Turn down!

5) 把模块的SIA,SIB,SW端口分别连接逻辑分析仪（需另外选购）的CH0，CH1，CH2。
顺时针旋转编码器，波行输出如下：

逆时针转编码器，波行输出如下：

按下编码器上的按键：

6) 按Ctrl+C结束程序。

• Sound Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Sound_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Sound_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 当模块的咪头靠近发声源时，模块上的信号指示灯点亮。当模块的咪头远离发声源时，模块上的信号指示灯熄灭。
5) 随着传感器与发声源距离的变化，终端输出数据有相应的变化。
6) 按Ctrl+C结束程序。

• Temperature-Humidity Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Temperature-Humidity_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Temperature-Humidity_Sensor
sudo ./DHT11

4) 终端输出温度和湿度。例如：

Humidity=33 
Temperature=28

5) 按Ctrl+C结束程序。

• MQ-5 Gas Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把MQ-5_Gas_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd MQ-5_Gas_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 让传感器先预热一分钟。
5) 把传感器放入含有敏感气体（该气体传感器对液化气，天然气和煤气敏感）的装置中，模块上的信号指示灯点亮。把传感器从敏感气体装置中取出，模块上的信号指示灯熄灭。由此可判断敏感气体的浓度是否超标。
6) 按Ctrl+C结束程序。

• Tilt Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Tilt_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Tilt_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 晃动模块或使模块倾斜时，模块上的信号指示灯点亮。模块平行放置时，模块上的信号指示灯熄灭。由此可判断模块的状态是否发生晃动或倾斜。
5) 按Ctrl+C结束程序。

• UV Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。 2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管
脚：

3) 把UV_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd UV_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 让传感器靠近阳光，终端输出的数据会发生改变。
5) 按Ctrl+C结束程序。

• Liquid Level Sensor
  

1) 把ARPI600插入到树莓派。
2) 按照下表连接传感器和ARPI600的管脚：

3) 把Liquid_Level_Sensor文件夹复制到树莓派系统内，上电之后，终端执行：

cd Liquid_Level_Sensor
sudo ./General_Sensor

4) 把传感器插入一定深度的水中，终端输出的数据会发生改变。
5) 按Ctrl+C结束程序。

Jetson Nano

Jetson nano提供部分例程使用，其他的目前暂时不支持。

安装库

安装函数库

• 打开终端界面，输入以下指令安装相应的函数库
  

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-pip
sudo pip3 install Jetson.GPIO
sudo groupadd -f -r gpio
sudo usermod -a -G gpio your_user_name
sudo cp /opt/nvidia/jetson-gpio/etc/99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/
sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger

【注意】your_user_name 是你使用的用户名，比如说 waveshare

• 安装I2C
  

sudo apt-get install python-smbus

• 安装图像处理库：
  

sudo apt-get install python3-pil
sudo apt-get install python3-numpy

下载程序

sudo apt-get install p7zip
wget http://www.waveshare.net/w/upload/3/37/ARPI600.7z
7zr x ARPI600.7z -r -o./ARPI600
sudo chmod 777 -R ARPI600
cd ARPI600/JetsonNano/ARPI600_Code

例程

PCF8563

cd PCF8563

• C语言

cd C
make clear
make
sudo ./main

• python2

cd python2
sudo python main.py

• python3

cd python3
sudo python3 main.py

TLC1543

cd TLC1543

• C语言

cd C
make clear
make
sudo ./main

• python2

cd python2
sudo python main.py

• python3

cd python3
sudo python3 main.py

UART

cd UART

• C语言

cd C
make clear
make
sudo ./main

• python2

cd python2
sudo python main.py

• python3

cd python3
sudo python3 main.py

文档

• 原理图

程序

• 示例程序
  

软件

• 树莓派装机教程
  
• CP2102驱动
  
• 串口调试助手
  
• putty
  
• SecureCRT
  
• X-CTU
  

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