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XIAO IO 扩展器

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XIAO IO 扩展器是一款先进的扩展板，专为增强 Seeed Studio XIAO 系列的功能而设计。该板由 MCP23017 芯片驱动，提供额外的 16 个 IO 引脚，让用户能够不受限制地扩展项目。无论您是希望尝试更多组件的爱好者，还是寻求可靠 IO 扩展解决方案的专业人士，这款板都能满足您的需求。它与 XIAO 系列的兼容性确保了无缝集成，让您的开发过程更加顺畅和高效。

特性​

  • 与 XIAO 无缝集成：专为与 Seeed Studio XIAO 系列完美配合而设计。
  • 16 个额外 IO 引脚：由 MCP23017 驱动，为您的项目提供 16 个额外的 IO 引脚。
  • 可配置地址的 I2C 接口：默认 I2C 地址为 0x21，但可配置为 0x20。
  • 坚固设计：采用高质量材料制造，确保持久性和可靠性。

规格​

  • 芯片：MCP23017
  • IO 引脚数量：16
  • 通信协议：I2C
  • 默认 I2C 地址：0x21（可配置为 0x20）
  • 工作电压：3.3V
  • 尺寸：21mm x 17mm

应用​

XIAO IO 扩展器用途广泛，可用于多种应用，包括但不限于：

  • 家庭自动化系统：在智能家居设置中扩展可控制设备的数量。
  • 机器人技术：为机器人添加更多传感器、电机或其他组件，而不会用完 IO 引脚。
  • 游戏控制台：设计具有大量按钮和开关的自定义控制器或其他外设。
  • 工业控制系统：在工业设置中管理更多设备和传感器。
  • 教育项目：教授学生微控制器和电子学知识，而不受 IO 引脚数量限制。

硬件概述​

本节详细介绍 XIAO IO 扩展板上的各种组件和接口。

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0. 标准 XIAO 焊盘​

这些是用于连接 XIAO 微控制器的标准焊盘。

1. J1 焊盘​

J1 焊盘允许用户通过焊接决定是否将 MCP23017 的 RST、INTB 和 INTA 引脚连接到 XIAO 的 D6、D1 和 D0 引脚。从上到下分别是 RST、INTB、INTA。

默认情况下，当您使用扩展板时，区域 8 中的附加输出焊盘是启用的。如果您不想启用它们，需要用刀切断区域 J1 中的两个相邻焊盘。

2. MCP23017 芯片​

这是主要的 I/O 扩展芯片，提供额外的 16 个 IO。

3. J2 焊盘​

此焊盘用于选择 I2C 地址。默认地址为 0x21。如果您焊接此焊盘，地址可以更改为 0x20。

4. MCP23017 输出引脚​

这些是来自 MCP23017 芯片的输出引脚。每个引脚的定义可以在板的背面看到。它们的范围从 PA0 到 PB7，总共提供 16 个 IO。

5. Grove 焊盘​

如果您希望连接 Grove 模块，可以焊接提供的 Grove 插座。此 Grove 接口连接到 I2C 总线。如果您选择在此处使用 IIC 引脚，则无法使用区域 4 中的扩展 IO 引脚。

6. VCC 引脚​

这是一个输出引脚，可用于为其他组件供电。

7. GND 引脚​

这也是一个输出引脚，可用于为其他组件接地。

8. 附加输出焊盘​

这些是一些附加的输出焊盘，包括 GND、INTB、INTA、RST。如果您希望焊接这些引脚以在其他地方使用，可以这样做。

入门指南​

欢迎来到 XIAO IO 扩展器的快速入门指南。本指南旨在帮助您设置并开始使用新的 IO 扩展器板与 XIAO RP2040 主控制器。

硬件准备​

使用这个扩展板有三种主要方式，

模式 1：SMD

如果您的 XIAO 没有焊接引脚，那么您可以选择直接 SMD 方法将 XIAO 和扩展板焊接到 PCB 板上来使用 GPIO 扩展功能。

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note

图中的 PCB 仅用于展示，截至本文发布时并未上架销售。

模式 2：XIAO 通过排针直接连接扩展板

在这种方法中，您可以选择直接将连接线焊接到 GPIO 扩展板上来连接您的目标设备。

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模式 3：XIAO 通过长排针连接扩展板，扩展板通过焊接排针进行扩展

使用这种连接方法，您可以自由地在 GPIO 扩展板上安装杜邦线。为您的应用提供便捷的接线。

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焊接完成后，您可以继续将扩展板连接到 XIAO RP2040 主控制器。

要对 XIAO RP2040 进行编程，您需要一根 TYPE-C USB 数据线。将一端连接到 XIAO RP2040，另一端连接到您的计算机。有关 XIAO RP2040 编程的详细指南，请参考此 Wiki。

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软件准备​

在开始对板子进行编程之前，您需要一个专门用于 XIAO 的库。从此 GitHub 链接 下载 MCP23017 库。下载完成后，在您的编程环境中安装该库。

下载库文件

演示：IO 输出高电平和低电平​

在 Arduino IDE 中，打开一个新的草图并复制以下示例代码：

#include <Adafruit_MCP23X17.h>

Adafruit_MCP23X17 mcp;

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("MCP23xxx Blink Test!");
    if (!mcp.begin_I2C()) {
        Serial.println("Error.");
        while (1);
    }

    Serial.println("Looping...");

    for(int i=0; i<16; i++) {
        mcp.pinMode(i, OUTPUT);
    }
}

void loop() {
    mcp.digitalWrite(15, LOW); //PB7
    mcp.digitalWrite(14, HIGH); //PB6
    mcp.digitalWrite(13, HIGH); //PB5
    mcp.digitalWrite(12, HIGH); //PB4
    mcp.digitalWrite(11, HIGH); //PB3
    mcp.digitalWrite(10, HIGH); //PB2
    mcp.digitalWrite(9, HIGH); //PB1
    mcp.digitalWrite(8, HIGH); //PB0
    mcp.digitalWrite(7, HIGH); //PA7
    mcp.digitalWrite(6, HIGH); //PA6
    mcp.digitalWrite(5, HIGH); //PA5
    mcp.digitalWrite(4, HIGH); //PA4
    mcp.digitalWrite(3, HIGH); //PA3
    mcp.digitalWrite(2, HIGH); //PA2
    mcp.digitalWrite(1, HIGH); //PA1
    mcp.digitalWrite(0, HIGH); //PA0
    delay(1000);
}

将上述代码上传到您的 XIAO。代码成功上传后，您将看到除了 PB7 引脚外，所有引脚都是 3.3V 高电平。

caution

此扩展板只能使用数字输入和输出，不能使用 PWM 或模拟输入和输出功能。

引脚寻址​

当使用单引脚操作如 pinMode(pinId, dir) 或 digitalRead(pinId) 或 digitalWrite(pinId, val) 时，引脚使用下面的 ID 进行寻址。例如，要设置 GPB0 的模式，则使用 pinMode(8, ...)。注意 MCP23008 和 MCP23S08 只有 GPAx 引脚。

MCP23x17 引脚 #引脚名称引脚 ID
21GPA00
22GPA11
23GPA22
24GPA33
25GPA44
26GPA55
27GPA66
28GPA77
1GPB08
2GPB19
3GPB210
4GPB311
5GPB412
6GPB513
7GPB614
8GPB715

常见问题​

1. 为什么我的 XIAO IO 扩展器没有响应？​

答案：确保 XIAO 模块正确插入扩展板。同时，检查是否安装了必要的库，以及在 Arduino IDE 中是否选择了正确的开发板和端口。

2. 我可以将 XIAO IO 扩展器与其他微控制器一起使用吗？​

答案：是的，IO 扩展器主要为 XIAO 模块设计，但它也可以与其他支持 I2C 通信的微控制器一起使用。您可能需要相应地调整代码和连接。

3. 如何更改 XIAO IO 扩展器上 MCP23017 芯片的 I2C 地址？​

答案：默认 I2C 地址设置为 0x21。如果您想将其更改为 0x20，板上有一个标记为"J2"的跳线。您需要焊接 J2 跳线来更改地址。

4. 我的 IO 引脚出现噪声或不稳定行为。可能是什么原因？​

答案：确保连接牢固且没有干扰。使用上拉或下拉电阻可以帮助稳定输入引脚。同时，确保电源稳定并能为所有连接的设备提供必要的电流。

资源​

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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