FT121 G Sensor Shield：一款强大的传感器扩展板

在电子设计领域，传感器扩展板是实现各种功能的重要组件。今天，我们来详细介绍一下 Future Technology Devices International Ltd 推出的 FT121 G Sensor Shield 扩展板。

文件下载：VSHLD-FT121.pdf

一、产品简介

FT121 G Sensor Shield 设计用于直接连接到 Arduino Pro 开发板，使得 Arduino Pro 上的微控制器可以访问 FT121 USB 设备控制器。该模块采用 FTDI FT121 芯片组和三轴线性加速度计（ST LIS331DLH），可用于实现 USB HID 游戏控制器，用户还能基于微控制器板定义其他有趣的应用。需要注意的是，Arduino Pro 是基于 ATmega168 或 ATmega328 的微控制器板，并非由 FTDI 提供。

二、产品特性

1. 核心芯片与接口

• FT121 增强型 USB 设备控制器：具备 SPI 接口，方便数据传输。
• LIS313DLH 三轴线性加速度计：可测量 X、Y、Z 三个方向的加速度，且具有 ±2g/±4g/±8g 可选的满量程范围。

2. 数据传输接口

• SPI 接口：通过引脚头在 SPI 总线上将数据传输到 Arduino Pro。
• SPI 和 I²C 可选接口：用于控制三轴加速度计。

3. 其他特性

• 串口 UART 输出引脚：方便进行串口通信。
• 两个加速度计中断：可用于触发特定的操作。
• 三个按钮和两个 LED：用于 HID 应用，可根据具体应用进行功能定义。
• 5V USB 电缆供电：操作方便，同时板载 3.3V 稳压器为加速度计供电。
• Mini - B USB 连接器：便于连接到主机 PC 的 USB 端口。
• 宽工作温度范围：-40°C 至 +85°C，适应不同的工作环境。

三、典型应用

该模块与 Arduino Pro 配合使用，可实现以下应用：

• USB HID 控制器：例如游戏控制器，为用户提供更加便捷的交互体验。

四、订购信息

模块以单个单位出售，产品编号为 VSHLD - FT121，对应的产品为 FT121 G - Sensor Shield 板。

五、引脚和信号描述

1. 扩展板连接器描述

CONNECTOR	FUNCTION
CN2	USB 端口连接器
J1	与 Arduino Pro 的接口
J2	与 Arduino Pro 的接口
J3	与 Arduino Pro 的接口
J4	与 Arduino Pro 的接口

2. 引脚和信号详细描述

详细列出了各个引脚的名称、类型和功能，例如 J1 - 1 为 RESET 引脚，用于 FT121 的复位；J2 - 1 为 SW1 按钮，按下时输出逻辑 0 等。

六、硬件功能

1. 电源供应

5V 电源通过 USB 电缆提供给 G Sensor Shield 和 Arduino Pro 开发板，同时板载 3.3V 稳压器为 G - Sensor 供电，模块最大功耗为 20mA。

2. 输入/输出

Arduino Pro 开发板通过引脚头连接，USB 控制器和三轴加速度计通过 SPI 接口访问，加速度计也可通过 I²C 接口访问。扩展板上的母头允许堆叠其他 Arduino 扩展板以实现更多应用，IO 电平为 3.3V。

3. LED 控制

扩展板上有 2 个 LED，可由 Arduino Pro 的 GPIO 信号控制，其功能由应用程序定义，例如指示 X 轴方向移动或显示调试信息，逻辑 0 可点亮 LED。

4. 按钮控制

扩展板上有 3 个按钮，同样由 Arduino Pro 的 GPIO 信号控制，其功能可根据应用定义，例如在游戏设置中作为游戏控制器的三个按钮，未按下时输出逻辑 1。

5. 加速度计控制模式选择

有两种方法控制加速度计，可通过 JP1、JP2、JP3 选择 SPI 或 I²C 接口模式，在 I²C 模式下，还可通过 JP4 设置设备地址。

6. USB 控制器操作

FTDI FT121 IC 将 USB 总线数据转换为 SPI 数据，SPI 端口作为 Arduino Pro SPI 主设备的从设备。Arduino 工具链提供了 SPI 主设备和 GPIO 驱动程序，用户可从微控制器定义标准 USB 协议驱动，如 HID、CDC 类等。

7. 加速度计操作

加速度计为 ST LIS331DLH，可通过 SPI 总线或 I²C 总线访问三轴运动信息，可通过改变跳线 JP1 至 JP4 并将 LIS331DLH 芯片选择引脚设置为高电平来选择接口。

七、其他信息

1. 原理图和机械尺寸

文档提供了扩展板的原理图和机械尺寸图，方便工程师进行设计和布局。

2. 联系信息

列出了 Future Technology Devices International Ltd 的总部及各地分公司的联系信息，包括电话、传真和电子邮件地址，方便用户咨询和获取支持。

3. 参考资料

提供了模块相关文档的参考链接，如 FT121 数据手册、LIS331DLH G 传感器数据手册和 Arduino Pro 主页等。

FT121 G Sensor Shield 是一款功能丰富、应用广泛的传感器扩展板，对于电子工程师来说，它为实现各种创新应用提供了有力的支持。你在使用类似扩展板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。