1.2.2　Arduino扩展板

在Arduino开源硬件系列中，除了主要开发板之外，还有与之配合使用的各种扩展板，可以插到开发板上增加额外的功能。选择适合的扩展板，可以增强系统开发的功能，常见的扩展板有Arduino Ethernet Shield、Arduino GSM Shield、Arduino Motor Shield、Arduino 9 Axes Motion Shield等。

Arduino Ethernet Shield（以太网盾）如图1-9所示，有1个标准的有线RJ-45连接，具有集成式线路变压器和以太网供电功能，可将Arduino开发板连接到互联网。基于WIZnet W5500以太网芯片，提供网络（IP）堆栈，支持TCP和UDP协议。可以同时支持8个套接字连接，使用以太网库写入程序代码。

以太网盾板利用贯穿盾板的长绕线排与Arduino开发板连接，保持引脚布局完整无缺，以便其他盾板可以堆叠其上。它有1个板载micro-SD卡槽，可用于存储文件，与Arduino UNO和MEGA兼容，可通过SD库访问板载micro-SD读卡器。以太网盾板带有1个供电（PoE）模块，可从传统的5类电缆获取电力。

Arduino GSM Shield如图1-10所示，为了连接蜂窝网络，扩展板需要一张由网络运营商提供的SIM卡。它通过移动通信网将Arduino开发板连接到互联网，可拨打/接听语音电话和发送/接收SMS信息。

图1-9　Arduino Ethernet Shield

图1-10　Arduino GSM Shield

Arduino GSM Shield采用Quectel的无线调制解调器M10，利用AT命令与开发板通信。GSM Shield利用数字引脚2、3与M10进行软件串行通信，引脚2连接M10的TX引脚，引脚3连接RX引脚，调制解调器的PWRKEY连接引脚7。

M10是一款四频GSM/GPRS调制解调器，其工作频率如下：GSM850MHz、GSM900MHz、DCS1800MHz和PCS1900MHz。它通过GPRS连接支持TCP/UDP和HTTP。其中GPRS数据下行链路和上行链路的最大传输速度为85.6kb/s。

Arduino Motor Shield如图1-11所示，用于驱动电感负载（例如继电器、螺线管、直流和步进电机）的双全桥驱动器L298，利用Arduino Motor Shield可以驱动2个直流电机，独立控制每个电机的速度和方向。因此，它有2条独立的通道，即A和B，每条通道使用4个开发板引脚来驱动或感应电机。Arduino Motor Shield上使用的引脚共8个，不仅可以单独驱动2个直流电机，也可以将它们合并起来驱动1个双极步进电机。

Arduino 9 Axes Motion Shield如图1-12所示，它采用德国博世传感器技术有限公司推出的BNO055绝对方向传感器。这是一个使用系统级封装，集成三轴14位加速计、三轴16位陀螺仪、三轴地磁传感器，并运行BSX3.0 FusionLib软件的32位微控制器。BNO055在3个垂直的轴上具有三维加速度、角速度和磁场强度数据。

图1-11　Arduino Motor Shield

图1-12　Arduino 9 Axes Motion Shield

另外，它还提供传感器融合信号，如四元数、欧拉角、旋转矢量、线性加速、重力矢量。结合智能中断引擎，可以基于慢动作或误动作识别、任何动作（斜率）检测、高g检测等项触发中断。

Arduino 9 Axes Motion Shield兼容UNO、YNO、Leonardo、Ethernet、MEGA和DUE开发板。在使用Arduino 9 Axes Motion Shield时，要根据使用的开发板将中断桥和重置桥焊接在正确的位置。