NXShield arduino API 摘要整理

NXShield的API(下載點)是以它的硬體配置以及Firmware功能作為發展基礎，使用的是C++語言，整體架構具結構化與彈性，運用時非常直覺，同時也很容易增加新的Device Class或擴充功能，對於NXT users不會覺得陌生且很容易上手。

NXShield的硬體配置分成兩種介面：
(1) 使用Arduino IO pins：含Buttons、RGB LED、6組3-pin的RC Servo接腳.
(2) 使用I2C界面：含兩個Port Banks(BANK-A、BANK-B，各有兩個NXT motor
ports與sensor ports) ，以及一對4-pin的I2C接腳.

NXShield firmware內建對於兩個port banks的控制功能，兩個Port banks各有預設的I2C位址(0x06與0x08)以及一組registers，作為控制Motor ports (M1、M2)動作與讀取Sensor ports (S1、S2)類比式感應器Raw Value(10 bits)的I2C操作界面.※Registers相關資料：Advance Development Guide.※Motor ports的控制功能與NXTMMX一樣，參考資料：Mindsensors NXTMMX的功能特性.※Arduino的I2C bus腳位只有一組A5、A4 pin (SCL，SDA)，NXShield串接在I2C bus的界面有：BANK-A、BAN-B、4-pin的I2C接腳以及BANK-A的S1 port(BAS1).所以，BAS1 port是可以接NXT的數位感應器.

而NXT也可以使用BAS1 port來控制NXShield.
因為這4個介面串接在同一個I2C bus上，所以彼此的I2C address必須唯一.而其他的三個sensor ports就只能接類比式感應器.

NXShield API為了克服Arduino單一I2C Bus的限制，讓NXShield具備充分使用NXT週邊的能力，因此，引用了SoftI2CMaster library，以6個腳位為其他三個sensor ports(BAS2、BBS1、BBS2)建立I2C buses，這樣一來，所有4個sensor ports都可以連接NXT的I2C週邊.

不過，因為NXT的超音波感應器無法相容於Arduino Wire I2C library，為了讓它也能夠連接在BAS1 port，因此，NXShield API也可以將A5、A4 pin設定成使用SoftI2CMaster protocol.不過，這樣會造成在同一個I2C bus上的BANK-A與BANK-B也都同樣套用相同的protocol，可能會影響馬達控制功能的效能，使用時需要斟酌.
(NXShield IO pins mapping table)

NXShield API的架構摘要

(1)  Class階層架構，參考API文件
(NXShield API class hierarchy)

(2)  NXShield控制馬達以及類比式感應器的功能建立在BANK-A與BANK-B的I2C registers，所以操作的methods都定義在NXShieldBank與NXShieldBankB.此外，另外定義了一個NXShieldAGS作為類比式感應器class的父類別，如：NXTLight、NXTTouch等都是它的子類別，不過因為實作的methods都在NXShieldBank與NXShieldBankB，因此也可以直接呼叫BANK的methods.

(3) I2C的基礎功能定義在BaseI2CDevice與SoftI2CMaster，前者是使用Wire I2C library，同時定義了一個NXShieldI2C class，繼承這兩個classes，並作為所有I2C Device classes的父類別(含NXShieldBank與NXShieldBankB，但NXUS超音波感應器除外而是直接繼承SoftI2CMaster).

(4)  NXShield.h程式庫定義了三個classes：NXShield、NXShieldBank、NXShieldBankB，初始化程序定義在NXShield的init() method，參數為I2C protocol (SH_HardwareI2C或SH_SoftwareI2C，設定值會存在m_protocol全域變數)：
NXShield  nxshield; //呼叫建構子，建立nxshield物件
nxshield.init( I2Cprotocol );  //初始化Banks這是宣告以A5、A4 pins的I2C bus要使用那一個protocol的library (BaseI2CDevice或SoftI2CMaster)，若要將超音波感應器連接在BANK-A S1 port，則需要宣告為SH_SoftwareI2C.
接下來init() method會建立NXShieldBank與NXShieldBankB兩個Bank classes的物件(bank_a與bank_b)，並呼叫I2C Device父類別NXShieldI2C init() method初始化這兩個子物件的I2C bus，之後應用程式就可以引用BANK物件的馬達與類比式感應器methods：
nxshield.bank_a/bank_b.method().

(5)  所有I2C數位感應器都是透過父類別NXShieldI2C init() method初始化I2C bus，在I2C數位感應器的Device class中需要定義init() method：
bool init(NXshield *  shield,  SH_BANKPORT  bp);當在應用程式中呼叫上述Device class的初始化method時，即會呼叫父類別NXShieldI2C 的init() method初始化I2C bus. 之後就可以引用裝置物件的methods.

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• 留言者: Yean
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• 日期: 2011-12-05 21:13:23

可以借分享嗎?
[版主回覆12/05/2011 21:56:13]OK, 沒問題 : )