XIAO IO 扩展板
本产品已停止销售。
XIAO IO 扩展板是一款先进的扩展板，旨在增强 Seeed Studio XIAO 系列的功能。该扩展板由 MCP23017 芯片驱动，可额外提供 16 个 IO 引脚，使用户能够在不受限制的情况下扩展项目。无论你是想要尝试更多元器件的爱好者，还是在寻找可靠 IO 扩展解决方案的专业开发者，这块扩展板都能满足你的需求。它与 XIAO 系列的兼容性确保了无缝集成，使你的开发过程更加顺畅高效。
特性
- 与 XIAO 无缝集成：专为 Seeed Studio XIAO 系列设计，可完美配合使用。
- 16 个额外 IO 引脚：由 MCP23017 驱动，为你的项目提供额外 16 个 IO 引脚。
- 具有可配置地址的 I2C 接口：默认 I2C 地址为 0x21，可配置为 0x20。
- 设计坚固：采用高质量材料制造，确保使用寿命长且可靠性高。
规格
- 芯片：MCP23017
- IO 引脚数量：16
- 通讯协议：I2C
- 默认 I2C 地址：0x21（可配置为 0x20）
- 工作电压：3.3V
- 尺寸：21mm x 17.8mm
应用
XIAO IO 扩展板用途广泛，可用于多种应用场景，包括但不限于：
- 家庭自动化系统：扩展你在智能家居中可控制的设备数量。
- 机器人：为你的机器人添加更多传感器、电机或其他元件，而不会耗尽 IO 引脚。
- 游戏主机：设计带有大量按键和开关的自定义控制器或其他外设。
- 工业控制系统：在工业场景中管理更多设备和传感器。
- 教学项目：在不受 IO 引脚数量限制的情况下，向学生讲解微控制器和电子学知识。
硬件概览
本节将详细介绍 XIAO IO 扩展板上的各个元件和接口。
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来决定是否将 MCP23017 的 RST、INTB 和 INTA 引脚连接到 XIAO 的 D6、D1 和 D0 引脚。从上到下依次为 RST、INTB、INTA。
默认情况下，当你使用扩展板时，区域 8 的附加输出焊盘是启用的。如果你不想启用它们，需要用刀切断 J1 区域中相邻的两个焊盘。
2. MCP23017 芯片
这是主要的 I/O 扩展芯片，可额外提供 16 个 IO。
3. J2 焊盘
该焊盘用于选择 I2C 地址。默认地址为 0x21。如果你焊接此焊盘，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子的背面看到，范围从 PA0 到 PB7，总共提供 16 个 IO。
5. Grove 焊盘
如果你希望连接 Grove 模块，可以焊接配套的 Grove 插座。该 Grove 接口连接到 I2C 总线。如果你选择在此处使用 IIC 引脚，则无法再使用区域 4 中扩展的 IO 引脚。
6. VCC 引脚
这是一个输出引脚，可用于为其他元件供电。
7. GND 引脚
这同样是一个输出引脚，可用于为其他元件提供接地。
8. 附加输出焊盘
这些是一些附加输出焊盘，包括 GND、INTB、INTA、RST。如果你希望将这些引脚焊接出来以供其他地方使用，可以这样做。
入门指南
欢迎阅读 XIAO IO 扩展板快速入门指南。本指南旨在帮助你将新的 IO 扩展板与 XIAO RP2040 主控板配合使用并完成初始设置。
硬件准备
使用该扩展板主要有三种方式，
模式 1：SMD 贴片
如果你的 XIAO 还未焊接排针，那么你可以选择直接采用 SMD 贴片方式，将 XIAO 和扩展板一起焊接到 PCB 板上，以使用 GPIO 扩展功能。
图片中的 PCB 仅用于展示，在本文撰写时尚未上架销售。
模式 2：XIAO 通过排针直接与扩展板连接
在这种方式下，你可以选择将连接线直接焊接到 GPIO 扩展板上，以连接你的目标设备。
模式 3：XIAO 通过长排针与扩展板连接，并通过焊接排针对扩展板进行扩展
采用这种连接方式，你可以自由地在 GPIO 扩展板上插接杜邦线，为你的应用提供便捷的布线方式。
焊接完成后，你就可以将扩展板连接到 XIAO RP2040 主控板上。
要对 XIAO RP2040 进行编程，你需要一根 TYPE-C USB 数据线。将一端连接到 XIAO RP2040，另一端连接到电脑。关于 XIAO RP2040 编程的详细指南，请参考此 Wiki。
软件准备
在开始为扩展板编程之前，你需要一个适用于 XIAO 的专用库。从这个 GitHub 链接 下载 MCP23017 库。下载完成后，在你的编程环境中安装该库。
示例：IO 输出高低电平
在 Arduino IDE 中打开一个新草稿，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);
}
将上述代码上传到你的 XIAO。代码成功上传后，你会看到除 PB7 引脚外，所有引脚都是 3.3V 高电平。
该扩展板只能使用数字输入和输出，不支持 PWM 或模拟输入输出功能。
引脚寻址
当使用 pinMode(pinId, dir)、digitalRead(pinId) 或 digitalWrite(pinId, val) 等单引脚操作时，引脚是通过下表中的 ID 进行寻址的。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 Pin # | Pin 名称 | Pin ID |
|---|---|---|
| 21 | GPA0 | 0 |
| 22 | GPA1 | 1 |
| 23 | GPA2 | 2 |
| 24 | GPA3 | 3 |
| 25 | GPA4 | 4 |
| 26 | GPA5 | 5 |
| 27 | GPA6 | 6 |
| 28 | GPA7 | 7 |
| 1 | GPB0 | 8 |
| 2 | GPB1 | 9 |
| 3 | GPB2 | 10 |
| 4 | GPB3 | 11 |
| 5 | GPB4 | 12 |
| 6 | GPB5 | 13 |
| 7 | GPB6 | 14 |
| 8 | GPB7 | 15 |
常见问题
1. 为什么我的 XIAO IO 扩展板没有响应？
回答：请确保 XIAO 模块已正确插入扩展板。同时检查是否已安装所需的库，并在 Arduino IDE 中选择了正确的开发板和端口。
2. 我可以将 XIAO IO 扩展板与其他微控制器一起使用吗？
回答：可以，IO 扩展板主要是为 XIAO 模块设计的，但也可以与其他支持 I2C 通信的微控制器一起使用。你可能需要相应地调整代码和连接方式。
3. 如何更改 XIAO IO 扩展板上 MCP23017 芯片的 I2C 地址？
回答：默认 I2C 地址设置为 0x21。如果你想将其更改为 0x20，板子上有一个标记为 "J2" 的跳线。你需要焊接 J2 跳线来更改地址。
4. 我的 IO 引脚出现噪声或行为异常，可能是什么原因？
回答：请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，并且能够为所有连接的设备提供所需电流。
资源
- [ZIP] Eagle 文件
- [PDF] 数据手册 - MCP23017
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