一板两用，这个可以有！——GrovePi+扩展板使用手记

GROVE模块众多，类型丰富，但是对于大部分树莓派用户来说，使用杜邦线来连接设备，有点不胜其烦。如果有个能提供标准GROVE接口的扩展板，而且又能与树莓派引脚兼容的话，使用起来就方便多了!

GROVEPI+能满足你的需求。

GROVEPI+的口号就是：连接树莓派及GROVE传感器!

GROVEPI+起源于Dexter公司的BrickPi，其初衷是将LEGO Mindstorms与树莓派连接起来，项目以众筹的方式发起，项目最初的目标是针对爱好者、黑客、工程师及创客等用户群体，随后发起者发现了更大的目标即教育市场。

GROVEPI+扩展板是GROVEPI+ START KIT套件中的一部分，该套件除了扩展板之外，还提供了大量的GROVE传感器模块，配合扩展板使用，在树莓派上能完成大部分的学习及原型验证任务。

扩展背面是26pin的GPIO连接器，其中包括电源接口等，GROVEPI+通过树莓派的供电输出来取电。

GROVEPI+扩展板中间部分的MCU是一颗ATMeg328p，提供了Arduino扩展功能，在MCU四周排列的GROVE接口均由这一颗MCU提供。GROVEPI+与树莓派之间的通信通过I2C接口进行，所有Grove模块通过通用4针连接器电缆连接到GrovePi +上的通用Grove连接器。

Grove Pi +上的ATMEGA328微控制器，充当Raspberry Pi和Grove传感器之间的解释器，通过I2C接口来发送，接收和执行RaspberryPi发送的命令。ATMEGA328中预先写入了控制代码，具体详情可以参考GROVEPI+在Github上的代码。

如果想对这颗MCU进行编程，重新定制扩展板的功能，可以使用扩展板上的ISP接口来进行。该ISP接口只引出了焊盘，没有焊接排针。

另外一种更直接的方式是使用avrdude直接对其进行编程，这是命令行方式的编程操作，需要预先将代码编译成.hex格式的二进制文件，这种方法适合用来对固件进行升级。参考代码如下

avrdude -c gpio -p m328p -U flash:w:.build/uno/firmware.hex

参考官方给出的原理图，其中Arduino部分的内容如下

可以看到扩展板上引出的所有接口均来自ATMEG328，至于树莓派本身的GPIO等接口，只引出了1~26pin(物理接口)，参考原理图如下

接下开始安装配置软件部分。

只需要使用一条简单的命令就可以，如下

curl -kL dexterindustries.com/update_grovepi | bash

该脚本程序会下载并配置好所有相关的软件依赖及硬件配置，该命令会从网络上下载相关的软件包，所以先要保证树莓派能正常连接Internet。

接下来使用git将演示代码下载到本地，命令如下

git clone https://github.com/DexterInd/GrovePi

我们先来研究下相关的python代码，看看树莓派是如何与扩展板通信的，部分代码如下

上述代码中的digitalRead及digitalWrite函数都使用了I2C操作，默认的I2C地址为0x04，我们可以通过i2cdetect命令来查看设备状态

可以看到0x04地址，这就是扩展板上I2C设备的地址。为什么不使用串口来通信呢?我们都知道，树莓派上的串口默认让BLE占用了，所以要使用BLE的话，就不能使用该串口了。

接下来就可以使用C#、Python语言通过I2C接口来控制Arduino了。一段简单的代码及程序运行效果，如下

from grove_rgb_lcd import *

setText("Hello world\nLCD test")

setRGB(0,128,64)

# Slowly change the colors every 0.01 seconds.

for c in range(0,255):

setRGB(c,255-c,0)

time.sleep(0.01)

setRGB(0,255,0)

setText("Bye bye, this should wrap")

程序运行效果如下

此时的ATMEG328充当一个解释器，接收来自树莓派的命令，然后忠实的执行，当然此时的ATMEG328也不能另作它用了。[!--empirenews.page--]

假如，我们想将ATMEG328当作一个独立的Arduino来使用呢，行不行?当然行!

行是行，但是要注意一点，即不能把这个ATMEG328当成普通的ARDUINO来使用，前面曾提及，我们需要使用avrdude命令行方式来烧写代码。

我们打开一个Arduino程序，先将其编译，得到对应的.hex文件，然后再将该.hex使用avrdude写入到ATMEG328中，现在它就是一个独立的Arduino了。

我们平时使用Arduino来编程，写完代码，直接按Ctrl+U来上传代码，然后就完事了。但是现在不行，我们得使用Export compiled binary来导出我们需要的.hex文件，导出的文件如下

一个包含bootloader，另一个不包含bootloader，写入过程如下

使用命令行写入该hex文件后，可以看到显示的内容如下、

注意，现在的ATMEG328和树莓派已脱离了关系，现在的它是一个独立的Arduino开发板了。

再使用i2cdetect命令来查看设备地址，得到如下的结果

0x04设备地址不存在了!

这样看来，GROVEPI+不仅仅是一块扩展板，同时也可以当作独立的Arduino开发板来使用。如果你愿意，将扩展板上的ISP接口引出，再添加一个USBTiny编程器，GROVEPI+摇身一变，就是一个Arduino开发板，而且是带GROVE接口的Arduino开发板!

这个真可以!