|
|
Arduino Mega 2560
- это устройство на основе микроконтроллера ATmega2560. В его состав
входит все необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 54
цифровых входа/выхода (из которых 15 могут использоваться в качестве
ШИМ-выходов), 16 аналоговых входов, 4 UART (аппаратных приемопередатчика
для реализации последовательных интерфейсов), кварцевый резонатор на 16
МГц, разъем USB, разъем питания, разъем ICSP для внутрисхемного
программирования и кнопка сброса. Для начала работы с устройством
достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батарейки, либо
подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля. Arduino Mega
совместим с большинством плат расширения, разработанных для Arduino |
Ардуино Mega
2560 отличается от всех предыдущих плат тем, что в нем для
преобразования интерфейсов USB-UART вместо микросхемы FTDI используется
микроконтроллер ATmega16U2 (ATmega8U2 в версиях платы R1 и R2).
На плате Mega 2560 версии R2 добавлен резистор, подтягивающий к земле линию HWB
микроконтроллера 8U2. Подобная мера позволяет упростить процесс обновления
прошивки и переход устройства в режим DFU.
Изменения на плате версии R3 перечислены ниже:
- Распиновка 1.0: добавлены выводы SDA и SCL (возле вывода AREF), а также
два новых вывода, расположенных возле вывода RESET. Первый - IOREF - позволяет
платам расширения подстраиваться под рабочее напряжение Ардуино. Данный вывод
предусмотрен для совместимости плат расширения как с 5В-Ардуино на базе
микроконтроллеров AVR, так и с 3.3В-платами Arduino Due. Второй вывод ни к чему
не подсоединен и зарезервирован для будущих целей.
- Улучшена помехоустойчивость цепи сброса.
- Микроконтроллер 8U2 заменен на ATmega16U2.
Характеристики
|
Микроконтроллер |
ATmega2560 |
|
Рабочее напряжение |
5В |
|
Напряжение питания (рекомендуемое) |
7-12В |
|
Напряжение питания (предельное) |
6-20В |
|
Цифровые входы/выходы |
54 (из которых 15 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов) |
|
Аналоговые входы |
16 |
|
Максимальный ток одного вывода |
40 мА |
|
Максимальный выходной ток вывода 3.3V |
50 мА |
|
Flash-память |
256 КБ из которых 8 КБ используются загрузчиком |
|
SRAM |
8 КБ |
|
EEPROM |
4 КБ |
|
Тактовая частота |
16 МГц |
Arduino Mega
может быть запитан от USB либо от внешнего источника питания - тип источника
выбирается автоматически.
В качестве внешнего источника питания (не USB) может использоваться сетевой AC/DC-адаптер
или аккумулятор/батарея. Штекер адаптера (диаметр - 2.1мм, центральный контакт -
положительный) необходимо вставить в соответствующий разъем питания на плате. В
случае питания от аккумулятора/батареи, ее провода необходимо подсоединить к
выводам Gnd и Vin разъема POWER.
Напряжение внешнего источника питания может быть в пределах от 6 до 20 В.
Однако, уменьшение напряжения питания ниже 7В приводит к уменьшению напряжения
на выводе 5V, что может стать причиной нестабильной работы устройства.
Использование напряжения больше 12В может приводить к перегреву стабилизатора
напряжения и выходу платы из строя. С учетом этого, рекомендуется использовать
источник питания с напряжением в диапазоне от 7 до 12В.
Выводы питания, расположенные на плате, перечислены ниже:
VIN. Напряжение, поступающее в Arduino непосредственно от внешнего источника
питания (не связано с 5В от USB или другим стабилизированным напряжением). Через
этот вывод можно как подавать внешнее питание, так и потреблять ток, когда
устройство запитано от внешнего адаптера.
5V. На этот вывод поступает напряжение 5В от стабилизатора напряжения на плате,
вне независимости от того, как запитано устройство: от адаптера (7 - 12В), от
USB (5В) или через вывод VIN (7 - 12В). Запитывать устройство через выводы 5V
или 3V3 не рекомендуется, поскольку в этом случае не используется стабилизатор
напряжения, что может привести к выходу платы из строя.
3V3. 3.3В, поступающие от стабилизатора напряжения на плате. Максимальный ток,
потребляемый от этого вывода, составляет 50 мА.
GND. Выводы земли.
IOREF. Этот вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем
напряжении микроконтроллера Ардуино. В зависимости от напряжения, считанного с
вывода IOREF, плата расширения может переключиться на соответствующий источник
питания либо задействовать преобразователи уровней, что позволит ей работать как
с 5В, так и с 3.3В-устройствами.
Память
В микроконтроллере ATmega2560 есть 256 КБ флеш-памяти программ (из которых 8 КБ
используются загрузчиком), 8 КБ памяти SRAM и 4 КБ EEPROM
Связь
Arduino Mega 2560 предоставляет ряд возможностей для осуществления связи с
компьютером, еще одним Ардуино или другими микроконтроллерами. В ATmega2560 есть
четыре аппаратных приемопередатчика UART для реализации последовательных
интерфейсов (c логическим уровнем TTL 5В). Микроконтроллер ATmega16U2 (или
ATmega8U2 на платах версии R1 и R2) обеспечивает связь одного из
приемопередатчиков с USB-портом компьютера, и при подключении к ПК позволяет
Ардуино определяться как виртуальный COM-порт (для этого операционной системе
Windows потребуется соответствующий .inf-файл, в отличие от OSX и Linux, где
распознавание платы в качестве COM-порта происходит автоматически). В пакет
программного обеспечения Ардуино входит специальная программа SerialMonitor,
позволяющая считывать и отправлять на Ардуино простые текстовые данные. При
передаче данных через микросхему ATmega8U2/ATmega16U2 во время USB-соединения с
компьютером, на плате будут мигать светодиоды RX и TX. (При последовательной
передаче данных посредством выводов 0 и 1, без использования
USB-преобразователя, данные светодиоды не задействуются).
Автоматический (программный) сброс
Чтобы каждый раз перед загрузкой программы не требовалось нажимать кнопку
сброса, Arduino Mega 2560 спроектирован таким образом, который позволяет
осуществлять его сброс программно с подключенного компьютера. Один из выводов
ATmega8U2, участвующий в управлении потоком данных (DTR), соединен с выводом
RESET микроконтроллера ATmega2560 через конденсатор номиналом 100 нФ. Когда на
линии DTR появляется ноль, вывод RESET также переходит в низкий уровень на
время, достаточное для перезагрузки микроконтроллера. Данная особенность
используется для того, чтобы можно было прошивать микроконтроллер всего одним
нажатием кнопки в среде программирования Ардуино. Такая архитектура позволяет
уменьшить таймаут загрузчика, поскольку процесс прошивки всегда синхронизирован
со спадом сигнала на линии DTR.
Однако эта система может приводить и к другим последствиям. При подключении Mega
2560 к компьютерам, работающим на Mac OS X или Linux, его микроконтроллер будет
сбрасываться при каждом соединении программного обеспечения с платой. После
сброса на Arduino Mega2560 активизируется загрузчик на время около полсекунды.
Несмотря на то, что загрузчик запрограммирован игнорировать посторонние данные
(т.е. все данные, не касающиеся процесса прошивки новой программы), он может
перехватить несколько первых байт данных из посылки, отправляемой плате сразу
после установки соединения. Соответственно, если в программе, работающей на
Ардуино, предусмотрено получение от компьютера каких-либо настроек или других
данных при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым
взаимодействует Ардуино, осуществляет отправку спустя секунду после установки
соединения.
Защита USB от перегрузок
В Arduino Mega 2560 есть восстанавливаемые предохранители, защищающие USB-порт
компьютера от коротких замыканий и перегрузок. Несмотря на то, что большинство
компьютеров имеют собственную защиту, такие предохранители обеспечивают
дополнительный уровень защиты. Если от USB-порта потребляется ток более 500 мА,
предохранитель автоматически разорвет соединение до устранения причин короткого
замыкания или перегрузки.
Физические характеристики и совместимость с платами расширения
Максимальная длина и ширина печатной платы Mega2560 составляет 10.2 см и 5.4 см
соответственно, с учетом разъема USB и разъема питания, выступающих за пределы
платы. Три крепежных отверстия позволяют прикреплять плату к поверхности или
корпусу. Обратите внимание, что расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 не
кратно традиционным 2.54 мм и составляет 4 мм.
|
