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Raspberry Pi HAT 是 Raspberry Pi 的附加板，尺寸與 Pi 相同。它可以直接安裝在 Raspberry Pi 的頂部，不需要任何進一步的連接。市場上有許多 Raspberry Pi HAT。在本教程中，我們將構建一個Raspberry Pi 電機驅動器 HAT來驅動直流和步進電機。此電機驅動器 HAT 包含一個 L293D 電機驅動器 IC、16*2 LCD 顯示模塊、四個按鈕和用于 SIM800 模塊的額外引腳和一個 3.3V 穩壓器。這個 Raspberry Pi HAT 將在構建機器人項目時派上用場。
Raspberry Pi 電機驅動器 HAT 所需的組件
L293D集成電路
4 個按鈕
貼片電阻（1×10K、12×1K）
1×10K電位器
4× SMD LED
LM317 穩壓器
2×螺絲端子
16*2液晶模組
L293D電機驅動IC
L293D 是一種流行的 16 引腳電機驅動器 IC。顧名思義，它用于控制單極、雙極步進電機、直流電機，甚至伺服電機。單個 L293D IC 可以同時驅動兩個直流電機。此外，這兩個電機的速度和方向可以獨立控制。該 IC 帶有兩個電源輸入引腳，即“Vcc1”和“Vcc2”。Vcc1 用于為內部邏輯電路供電，應為 5V，Vcc2 引腳用于為電機供電，可為 4.5V 至 36V。
L293D 規格：
電機電壓 Vcc2 （Vs）：4.5V 至 36V
最大峰值電機電流：1.2A
最大持續電機電流：600mA
Vcc1（VSS） 的電源電壓：4.5V 至 7V
轉換時間：300ns（在 5V 和 24V 時）
自動熱關斷可用
Raspberry Pi 電機驅動器 HAT 的電路圖
下圖顯示了帶有 Raspberry Pi 的 L293D 電機驅動器的完整原理圖。原理圖是使用 EasyEDA 繪制的。
該 HAT 由 L293D 電機驅動 IC、16*2 LCD 顯示模塊和四個按鈕組成。我們還為帶有 3.3V 穩壓器的 SIM800 模塊提供了引腳，該穩壓器使用 LM317 可變穩壓器設計用于未來的項目。Raspberry Pi 電機驅動器 HAT 將直接安裝在 Raspberry Pi 頂部，從而更容易使用 Raspberry Pi 控制機器人。
為 Raspberry Pi 電機驅動器 HAT 制造 PCB
原理圖完成后，我們可以繼續布置 PCB。您可以使用您選擇的任何 PCB 軟件來設計 PCB。我們已經使用 EasyEDA 為這個項目制造 PCB。您可以通過從“層”窗口中選擇層來查看 PCB 的任何層（Top、Bottom、Topsilk、bottomsilk 等）。除此之外，還提供了 PCB 的 3D 模型視圖，了解它在制造后的外觀。下面是 Pi Motor Driver HAT PCB 頂層和底層的 3D 模型視圖。
組裝Raspberry Pi 電機驅動器 HAT PCB
幾天后，我們收到了整齊包裝的 PCB，PCB 質量一如既往地好。板子的頂層和底層如下圖所示：
在確保軌道和腳印是正確的之后。我繼續組裝PCB。此處的圖像顯示了完全焊接的電路板的外觀。
樹莓派設置
在對 Raspberry Pi 進行編程之前，我們必須安裝所需的庫。為此，首先，使用以下命令更新 Raspberry Pi OS：
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sudo apt-get 更新 sudo apt-get 升級
?
現在為 LCD 模塊安裝Adafruit_CharLCD 庫。該庫適用于 Adafruit LCD 板，但也適用于其他品牌的 LCD 板。
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sudo pip3 安裝 Adafruit-CharLCD
?
樹莓派電機驅動代碼說明
在這個項目中，我們正在對 Raspberry Pi 進行編程，以在兩秒的時間間隔內同時驅動正向、反向、向左和向右方向的兩個直流電機。電機的方向將顯示在 LCD 上。完整的代碼在文檔末尾給出。在這里，我們將解釋代碼的一些重要部分。
像往常一樣，通過導入所有必需的庫來啟動代碼。RPi.GPIO 模塊用于使用 Python 訪問 GPIO 引腳。模塊時間用于將程序暫停一段預定義的時間。
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導入 RPi.GPIO 作為 GPIO 進口時間 進口板 導入 Adafruit_CharLCD 作為 LCD
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之后，為 L293D 電機驅動器 IC 和 LCD 顯示器分配 GPIO 引腳。
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液晶顯示器 = 0 液晶顯示器 = 5 lcd_d4 = 6 電機 1A = 4 電機 1B = 17 電機 1E = 12
?
現在，將 6 個電機引腳設置為輸出引腳。接下來的四個是輸出引腳，其中前兩個用于控制右側電機，接下來的兩個用于控制左側電機。接下來的兩個引腳是左右電機的啟用引腳。
?
GPIO.setup(Motor1A,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor1B,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor1E,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor2A,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor2B,GPIO.OUT) GPIO.setup(Motor2E,GPIO.OUT)
?
在 while 循環內，以兩秒的間隔同時向前、向后、向左和向右移動兩個直流電機。
?
GPIO.輸出（電機 1A，0）
GPIO.輸出（電機 1B，0）
GPIO.輸出（電機 2A，1）
GPIO.輸出（Motor2B，0）
lcd.message ('左')
打印（“左”）
睡覺(2)
＃向前
GPIO.輸出（電機 1A，1）
GPIO.輸出（電機 1B，0）
GPIO.輸出（電機 2A，1）
GPIO.輸出（Motor2B，0）
lcd.message ('轉發')
打印（“轉發”）
…………………………………………
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測試 Raspberry Pi 電機驅動器 HAT
完成 PCB 組裝后，將電機驅動器 HAT 安裝在 Raspberry Pi 上，然后啟動代碼。如果一切正常，連接到 Raspberry Pi 的直流電機將每兩秒同時向左、前、右和反向移動，電機方向將顯示在 LCD 顯示屏上。
導入 RPi.GPIO 作為 GPIO
從時間導入睡眠
進口板
導入 Adafruit_CharLCD 作為 LCD
# 樹莓派引腳設置
液晶顯示器 = 0
液晶顯示器 = 5
lcd_d4 = 6
lcd_d5 = 19
lcd_d6 = 26
液晶顯示器 = 21
液晶背光 = 2
#定義 16x2 LCD 的 LCD 列和行大小。
lcd_columns = 16
lcd_rows = 2
lcd = LCD.Adafruit_CharLCD(lcd_rs, lcd_en, lcd_d4, lcd_d5, lcd_d6, lcd_d7, lcd_columns, lcd_rows, lcd_backlight)
# 電機驅動器輸入引腳
電機 1A = 4
電機 1B = 17
電機 1E = 12
電機 2A = 27
電機 2B = 22
電機 2E = 13
GPIO.setwarnings（假）
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(Motor1A,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor1B,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor1E,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor2A,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor2B,GPIO.OUT)
GPIO.setup(Motor2E,GPIO.OUT)
GPIO.setup(14, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
GPIO.輸出（電機 1E，1）
GPIO.輸出（Motor2E，1）
而真：
input_state = GPIO.input(14)
打印（輸入狀態）
如果 input_state == False：
＃剩下
GPIO.輸出（電機 1A，0）
GPIO.輸出（電機 1B，0）
GPIO.輸出（電機 2A，1）
GPIO.輸出（Motor2B，0）
lcd.clear()
lcd.set_cursor(6,0)
lcd.message ('左')
打印（“左”）
睡覺(2)
＃向前
GPIO.輸出（電機 1A，1）
GPIO.輸出（電機 1B，0）
GPIO.輸出（電機 2A，1）
GPIO.輸出（Motor2B，0）
lcd.clear()
lcd.set_cursor(4,0)
lcd.message ('轉發')
打印（“轉發”）
睡覺(2)
＃正確的
GPIO.輸出（電機 1A，1）
GPIO.輸出（電機 1B，0）
GPIO.輸出（Motor2A，0）
GPIO.輸出（Motor2B，0）
lcd.clear()
lcd.set_cursor(5,0)
lcd.message ('對')
打印（“右”）
睡覺(2)
＃撤銷
GPIO.輸出（電機 1A，0）
GPIO.輸出（電機 1B，1）
GPIO.輸出（Motor2A，0）
GPIO.輸出（Motor2B，1）
lcd.clear()
lcd.set_cursor(4,0)
lcd.message ('反向')
打印（“反向”）
睡覺 (2)
＃停止
GPIO.輸出（電機 1A，0）
GPIO.輸出（電機 1B，0）
GPIO.輸出（Motor2A，0）
GPIO.輸出（Motor2B，0）
lcd.clear()
工商網監
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