帶有MKR Vidor 4000的LED排序器

描述

Vidor 的 Mini PCIe 連接器

Arduino MKR 板只有有限數(shù)量的 GPIO。MKR Vidor 4000 不同，因為它有一個 FPGA 來支持它的主微控制器。Mini PCIe 連接器上提供了許多 FPGA 引腳。所以我仔細研究了這個連接器，想看看這些引腳上有哪些功能。

該連接器有 52 個位置，可以從電路板的官方示意圖中獲取引腳排列。下表顯示了 Vidor 和常規(guī) mPCIe 上的引腳及其功能：

pin   on Vidor           on mCPIe  ||   on mPCIe   on Vidor     pin
 1    WM_PIO2/PEX_PIN1   WAKE#     ||   +3V3AUX    +3V3          2 
 3    WM_PIO3/PEX_PIN3   COEX1     ||   GND        GND           4
 5    WM_PIO4/PEX_PIN5   COEX2     ||   +1.5V      PEX_PIN6      6
 7    WM_PIO34/PEX_PIN7  CLKREQ#   ||   UIM_PWR    PEX_PIN8      8
 9    GND                GND       ||   UIM_DATA   PEX_PIN10    10
11    PEX_PIN11          REFCLK-   ||   UIM_CLK    PEX_PIN12    12
13    PEX_PIN13          REFCLK+   ||   UIM_RESET  PEX_PIN14    14
15    GND                GND       ||   UIM_VPP    PEX_PIN16    16
17    WM_PIO24           RESERVED  ||   GND        GND          18
19    WM_PIO25           RESERVED  ||   W_DISABLE# PEX_PIN20    20
21    GND                GND       ||   PERST#     PEX_RST      22
23    PEX_PIN23          PERn0     ||   +3.3VAUX   +3V3         24
25    PEX_PIN25          PERp0     ||   GND        GND          26
27    GND                GND       ||   +1.5V      PEX_PIN28    28
29    GND                GND       ||   SMB_CLK    PEX_PIN30    30
31    PEX_PIN31          PETn0     ||   SMB_DATA   PEX_PIN32    32
33    PEX_PIN33          PETp0     ||   GND        GND          34
35    GND                GND       ||   USB_D-     USB_DM       36
37    GND                GND       ||   USB_D+     USB_DP       38
39    +3V3               +3.3VAUX  ||   GND        GND          40
41    +3V3               +3.3VAUX  ||   LED_WWAN#  PEX_PIN42    42
43    GND                GND       ||   LED_WLAN#  PEX_PIN44    44
45    PEX_PIN45          RESERVED  ||   LED_WPAN#  PEX_PIN46    46
47    PEX_PIN47          RESERVED  ||   +1.5V      PEX_PIN48    48
49    PEX_PIN49          RESERVED  ||   GND        GND          50
51    PEX_PIN51          RESERVED  ||   +3.3VAUX   +3V3         52 

這表明 Vidor 在某種程度上兼容計算機中使用的任何標準 Mini PCIe 接頭。至少 GND 和 3.3V 引腳以及 USB 引腳位于同一位置。在 Vidor 上，Mini PCIe 連接器上的 USB 引腳直接連接到板另一端的 Micro USB 連接器。因此，當插入計算機上的 Mini PCIe 插座時，可能無需使用額外的 USB 電纜即可對 Vidor 進行編程。

復位后，當沒有編程時，所有這些引腳都是輸入。因此，如果將其插入計算機，則不會發(fā)生任何不良情況。但是在對引腳進行編程時必須小心。在某些 1.5V 引腳上放置高電平 (3.3V) 可能會帶來一些損壞風險。

將引腳用作 GPIO 非常簡單。實際上它已經(jīng)在 VidorTestSketch 中顯示（https://github.com/vidor-libraries/VidorPeripherals/blob/master/examples/VidorTestSketch/VidorTestSketch.ino ）：

 // Ok, so we know now that the FPGA contains the extended GPIO IP 
// Please refer to the online documentation for the actual pin assignment 
// Let's configure pin A0 to be an output, controlled by the FPGA 
 FPGA.pinMode(33, OUTPUT);  
 FPGA.digitalWrite(33, HIGH);  

困難的部分是弄清楚為什么他們使用 33 作為引腳號。眾所周知，MKR 引腳（AREF、A0..A6、D0..D14）分配了 32 到 54 號。所以 A0 是 33，A1 是 34，依此類推。D14 為 54。

但是 Mini PCIe 連接器上的針腳呢？當您深入研究 Arduino Vidor 論壇時，您會發(fā)現(xiàn)一個帶有映射的電子表格：

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1oAL1Iz39eCHi0IVyMiTRyekmzJg5TgeyO5t0fN6Vl4U/edit#gid=0

“miniPCIe pinout”選項卡顯示映射。

pin   name         number in FPGA
22    PEX_RST      0
6     PEX_PIN6     1
8     PEX_PIN8     2
10    PEX_PIN10    3
12    PEX_PIN12    4
14    PEX_PIN14    5
16    PEX_PIN16    6
20    PEX_PIN20    7
28    PEX_PIN28    8
30    PEX_PIN30    9
32    PEX_PIN32    10
42    PEX_PIN42    11
44    PEX_PIN44    12
45    PEX_PIN45    13
46    PEX_PIN46    14
47    PEX_PIN47    15
48    PEX_PIN48    16
49    PEX_PIN49    17
51    PEX_PIN51    18
11    PEX_PIN11    19    this pin is only an input
13    PEX_PIN13    20    this pin is only an input
23    PEX_PIN23    21    this pin is only an input
25    PEX_PIN25    22    this pin is only an input
31    PEX_PIN31    23    this pin is only an input
33    PEX_PIN33    24    this pin is only an input

對于我的測試，這被證明是正確的。

Vidor分線板

要訪問引腳，可以將電纜直接焊接到焊盤上，這有點棘手或使用適配器。我找不到一個好的適配器，所以我自己做了一個。你可以在這里找到數(shù)據(jù)：

https://github.com/generationmake/VidorBreakout

VidorBreakout 的渲染

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分線板將所有 GND 和 3.3V 引腳連接在一起，僅將 GPIO 單獨連接到引腳頭。此外，Vidor 可以用 M2.5 螺絲直接擰到適配器上，兩者都形成一個堅固的單元。

該設計是使用 3D 模型和 FreeCAD 進行的，因此不會發(fā)生碰撞。

在 2.54 毫米網(wǎng)格上的 VidorBreakout 上渲染 MKR Vidor 4000

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適配器遵循 Vidor 的 2.54 毫米網(wǎng)格。所以兩者都可以插入面包板。雖然您需要一個特殊的面包板，因為適配器比普通面包板更寬。

面包板上的 MKR Vidor 4000 和 VidorBreakout

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為了演示 GPIO 和適配器的功能，我使用 17 個綠色 3mm LED 和一個接地的 3.3 kOhm 電阻器制作了一個 LED 序列。

VidorBreakout 帶 LED 用于音序器

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不幸的是，我找不到更多 Mini PCIe 連接器引腳支持的功能。希望這種情況在未來有所改變。

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