Электрификация

Справочник домашнего мастера

Mega 2560 pro

Содержание

Arduino Mega 2560 Rev3 — Характеристики, распиновка, драйвера, описание платы

Arduino Mega 2560 — это расширенная версия Arduino Uno построена на микроконтроллере ATmega2560, имеет больше контактов — 54 цифровых входа/выходов (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов, большее количество аппаратных serial-портов — 4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, USB коннектор, разъем питания, разъем ICSP и кнопка перезагрузки.

Для работы с Mega 2560 необходимо подключить платформу к компьютеру посредством кабеля USB или подать питание при помощи адаптера AC/DC, или аккумуляторной батареей. Arduino Mega 2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Arduino Uno или Duemilanove.

Arduino Mega 2560 Rev3 — это последняя модель, пришедшая на смену предыдущим Arduino Mega 2560 и Mega 1280. Версия Rev3 включает в себя чип Atmega16U2 (в версиях Rev1 и Rev2 Atmega8U2) с программной прошивкой конвертера «USB-последовательный порт», вместо используемых в более ранних версиях микросхем FTDI. Микроконтроллер ATmega16u2 позволяет использовать контроллер Arduino Mega2560 как USB HID устройство. При перепрошивке этого микроконтроллера контроллер можно использовать как клавиатуру, мышь или игровой джойстик.

Характеристики Arduino Mega 2560

Микроконтроллер ATmega2560
Рабочее напряжение
Напряжение питания (рекомендуемое) 7-12В
Напряжение питания (предельное) 6-20В
Цифровые входы/выходы 54 (14 из которых могут работат также как выходы ШИМ)
Аналоговые входы 16
ШИМ (PWM) пины 14
Постоянный ток через вход/выход 40 мА
Максимальный выходной ток вывода 3.3V 50 мА
Flash-память 256 KB (из которых 8 КB используются для загрузчика)
SRAM/ОЗУ 8 KB
EEPROM 4 KB
Тактовая частота 16 МГц
Встроенный светодиод 13
Длина 101.6 мм
Ширина 53.4 мм
Вес 25 г

Принципиальная схема

Arduino Mega 2560 CH340G


Данная плата обладает всеми свойствами классической платы Arduino Mega 2560 Rev3. Основные отличия от оригинала связаны с тем, что для уменьшения стоимости платы применяется USB мост выполнен на бюджетной микросхеме CH340G. Все элементы внешних подключений, в том числе имена портов, на этой плате полностью соответствуют принципиальной схеме оригинальной платы.

Для микросхемы USB-моста CH340G на компьютер необходимо установить драйверы, которые можно скачать .

Описание элементов платы Arduino Mega 2560

  • Микроконтроллер ATmega2560 — Сердцем платформы Arduino Mega 2560 является 8-битный микроконтроллер семейства AVR — ATmega2560. Он предоставляет 256 КБ флеш-памяти для хранения прошивки, 8 КБ оперативной памяти SRAM и 4 КБ энергонезависимой памяти EEPROM для хранения данных.
  • Микроконтроллер ATmega16U2 — Микроконтроллер ATmega16U2 обеспечивает связь микроконтроллера ATmega2560 с USB-портом компьютера. При подключении к ПК Arduino Mega 2560 определяется как виртуальный COM-порт. Прошивка микросхемы 16U2 использует стандартные драйвера USB-COM — установка внешних драйверов не требуется.
  • Порты ввода/вывода
  • Светодиодная индикация
    • RX и TX — Мигают при обмене данными между Arduino Mega 2560 и ПК.
    • L — Светодиод вывода 13. При задании значения HIGH светодиод включается, при LOW – выключается.
    • ON — Наличие питания на Arduino Mega 2560.
  • Разъём USB Type-B — Разъём USB Type-B предназначен для прошивки платформы Arduino Mega 2560 с помощью компьютера.
  • Разъём для внешнего питания — Разъём для подключения внешнего питания от 7 В до 12 В.
  • ICSP-разъём для ATmega2560 — ICSP-разъём предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера ATmega2560. Также с применением библиотеки SPI данные выводы могут осуществлять связь с платами расширения по интерфейсу SPI. Линии SPI выведены на 6-контактный разъём, а также продублированы на цифровых пинах 50(MISO), 51(MOSI), 52(SCK) и 53(SS).
  • ICSP-разъём для ATmega16U2 — ICSP-разъём для внутрисхемного программирования микроконтроллера ATmega16U2.

Порты ввода/вывода

  • Цифровые входы/выходы: пины 0–53
    Логический уровень единицы — 5 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 40 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
  • ШИМ: пины 2-13 и 44-46
    Позволяют выводить 8-битные аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала.
  • АЦП: пины A0–A16
    16 аналоговых входов, каждый из которых может представить аналоговое напряжение в виде 10-битного числа (1024 значений). Разрядность АЦП — 10 бит.
  • TWI/I²C: пины 20(SDA) и 21(SCL)
    Для общения с периферией по синхронному протоколу, через 2 провода. Для работы используйте библиотеку Wire.
  • SPI: пины 50(MISO), 51(MOSI), 52(SCK) и 53(SS).
    Пины коммутации по интерфейсу SPI (используйте библиотеку SPI).
  • UART:
    • Serial: пины 0(RX) и 1(TX);
    • Serial1: пины 19(RX) и 18(TX);
    • Serial2: пины 17(RX) и 16(TX);
    • Serial3: пины 15(RX) и 14(TX).

    Эти выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных по последовательному интерфейсу. Выводы 0(RX) и 1(TX) соединены с соответствующими выводами микросхемы ATmega16U2, выполняющей роль преобразователя USB-UART.

Описание пинов Arduino Mega 2560

Цифровые пины платы Mega

Пины с номерами от 0 до 53 являются цифровыми. Это означает, что вы можете считывать и подавать на них только два вида сигналов: HIGH и LOW. С помощью ШИМ также можно использовать цифровые порты для управления мощностью подключенных устройств.

Пин Адресация Специальное назначение ШИМ
0 0 RX (Serial)
1 1 TX (Serial)
2 2 Вход для прерываний 0 ШИМ
3 3 Вход для прерываний 1 ШИМ
4 4 ШИМ
5 5 ШИМ
6 6 ШИМ
7 7 ШИМ
8 8 ШИМ
9 9 ШИМ
10 10 ШИМ
11 11 ШИМ
12 12 ШИМ
13 13 Встроенный светодиод ШИМ
14 14 TX (Serial3)
15 15 RX (Serial3)
16 16 TX (Serial2)
17 17 RX (Serial2)
18 18 TX (Serial1)
Вход для прерываний 5
19 19 RX(Serial1)
Вход для прерываний 4
20 20 I2C SDA
Вход для прерываний 3
21 21 I2C SCL
Вход для прерываний 2
22-43 22-43
44 44 ШИМ
45 45 ШИМ
46 46 ШИМ
47 47
48 48
49 49
50 50 MISO
51 51 MOSI
52 52 SCK
53 53 SCL

Аналоговые пины платы

На платформе Mega2560 имеется 16 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и функции analogReference().

Пин Адресация Специальное назначение
A0 A0 или 54
A1 A1 или 55
A2 A2 или 56
A3 A3 или 57
A4 A4 или 58 TCK
A5 A5 или 59 TMS
A6 A6 или 60 TDO
A7 A7 или 61 TDI
A8 A8 или 62 PCINT16
A9 A9 или 63 PCINT17
A10 A10 или 64 PCINT18
A11 A11 или 65 PCINT19
A12 A12 или 66 PCINT20
A13 A13 или 67 PCINT21
A14 A14 или 68 PCINT22
A15 A15 или 69 PCINT23

Дополнительные пины на плате

  • AREF — Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией analogReference().
  • Reset — Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

Выводы питания

  • Vin: Входное напряжение платы Arduino при использовании внешнего источника (если отсутствует напряжение 5 вольт на USB-соединении или от другого источника питания). Можно подавать питание на этот вывод, или же, если питание подается на 2.1 мм разъем, то можно с этого вывода получить к питающему входному напряжению.
  • 5V: Напряжение на этих выводах регулируется встроенным в плату регулятором напряжения. Плата может быть запитана либо через 2.1 мм разъем питания (7-12 В), через USB-подключение (5 В), или же через вывод VIN (7-12 В) на плате. Подача питания через выводы 5 В или 3.3 В обходит регулятор и может привести к выходу платы из строя. Так делать не рекомендуется.
  • 3.3V: Напряжение 3.3 вольта формируется при помощи встроенного в плату регулятора. Максимальный ток потребления не должен превышать 50 мА.
  • GND: Выводы земли.
  • IOREF: Этот вывод обеспечивает опорное напряжение, с которым работает микроконтроллер. Для правильной конфигурации внешних плат, можно считывать напряжение с этого вывода и выбирать соответсвующий источник питания или включать преобразователи напряжений для работы с 5 В или 3.3 В.

Питание Arduino Mega 2560

Arduino Mega может получать питание от USB-порта или внешнего источника. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее питание (не по USB) может подаваться от блока питания или батареи. Блок питания подключается к 2.1 мм разъему на плате, который имеет центральный плюсовой вывод. Батарейное питание можно подключать к выводам GND и VIN разъема питания POWER.

Плата может работать от внешнего источника напряжения в диапазоне от 6 до 20 вольт. При напряжении источника питания менее 7 В, на 5 вольтовом выводе может быть меньше 5 В и плата может работать нестабильно. Если напряжение внешнего источника превышает 12 В, регулятор напряжения может перегреться и вывести плату из строя. Рекомендованный диапазон напряжения питания 7-12 вольт.

Установка драйверов

Если вы использовали установщик, Windows — от XP до 10 — автоматически установит драйверы, как только вы подключите свою плату. Если вы загрузили и распаковали Zip архив или по какой-то причине плата неправильно распознана, выполните приведенную ниже процедуру.

  • Нажмите на меню «Пуск» и откройте панель управления.
  • Перейдите в раздел «Система и безопасность» (System and Security). Затем нажмите «Система» (System). Затем откройте диспетчер устройств (Device manager).
  • Посмотрите под Порты (COM и LPT) (Ports (COM & LPT)). Вы должны увидеть открытый порт с именем «USB Serial Device». Если раздел COM и LPT отсутствует, просмотрите раздел «Другие устройства», «Неизвестное устройство».
  • Щелкните правой кнопкой мыши по порту USB Serial Device и выберите опцию «Обновить драйверы…».
  • Затем выберите опцию «Выполнить поиск драйверов на этом компьютере».
  • Наконец, найдите файл драйвера с именем «arduino.inf», который находится в папке «Drivers» программы Arduino (а не подкаталог «FTDI USB Drivers»).
  • После этого Windows завершит установку драйвера.

Выбор платы и порта

Откройте Arduino IDE. Из меню Инструменты>Плата выбирается Arduino/Genuino Mega or Mega 2560.
Выберите процессор/микроконтроллер платы, обычно это ATmega2560. Из меню Инструменты>Процессор выбирается ATmega2560 (Mega 2560).
Выберите последовательное устройство платы в меню Инструменты>Порт. Скорее всего, это COM3 (Arduino/Genuino Mega or Mega 2560) или выше (COM1 и COM2 обычно зарезервированы). Чтобы узнать, вы можете отключить свою плату и повторно открыть меню; запись, которая исчезает, должна быть Arduino или Genuino Mega. Подсоедините плату и выберите этот последовательный порт.
Если у вас модель Arduino Mega 2560 CH340G, то лучше использовать программатор Arduino as ISP.
Имеется возможность не использовать загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через выводы ICSP (внутрисхемное программирование).

Shaman59rus ›
Блог ›
распиновка Arduino Mega 2560 Rev3

В основе платы Arduino Mega 2560 лежит микроконтроллер ATmega2560. На плате имеется 54 цифровых пина ввода/вывода, 15 из которых могут быть использованы как выходы ШИМ, 16 аналоговых входов, 4 аппаратных последовательных порта UART, кварцевый резонатор с частотой 16 МГц, порт USB, разъем питания, разъем ISCP (In Circuit Serial Programming, программирование в устройстве по последовательному протоколу) и кнопка сброса микроконтроллера. Для того, чтобы начать работу с этой платой необходимо просто подключить ее, используя интерфейс USB к компьютеру, или же просто подать питание от источника постоянного тока, в качестве которого может выступить и батарейка. Arduino Mega 2560 совместима с большинством плат расширения (шилдов), разработанных для Arduino UNO, Duemilanove или Diecimila.
В Arduino Mega 2560 в ревизии 3 произведены следующие изменения:

Цоколевка 1.0: добавлены пины SDA и SCL, расположенные рядом с выводам AREF и два других новых пина размещены рядом c выводом RESET. IOREF позволяет шилдам адаптироваться к напряжению, подаваемому с платы. В будущем шилды будут совместимы и с платами, основанными на микроконтроллерах AVR, работающими с напряжением 5 В, и с платой Arduino Due, работающей с напряжением 3.3 В.
Усилена цепь RESET.
Произведена замена ATmega 8U2 на 16U2.
Схема, datasheet, цоколевка

Распиновка платы Arduino Mega 2560

Cхема выводов микроконтроллера ATMega2560 и их обозначение на плате Arduino

Характеристики Arduino Mega 2560
Микроконтроллер ATmega2560
Рабочее напряжение 5 В
Входное напряжение (рекомендовано) 7-12 В
Входное напряжение (предельное) 6-20 В
Цифровые входы/выходы 54 (из которых 15 могут работать как выходы ШИМ)
Аналоговые входы 16
Макс.ток на входе/выходе 40 мА
Макс.ток для вывода 3.3 В 50 мА
Флеш-память (Flash memory) 256 Кб из которых 8Кб используется загрузчиком
ОЗУ (SRAM) 8 Кб
Энергонезависимая память (EEPROM) 4 Кб
Тактовая частота 16 МГц
Скачать
Скачать

Всем удачи!

Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560 R3 — вид спереди Arduino Mega2560 R3 — вид сзади
Arduino Mega 2560 — вид спереди Arduino Mega 2560 — вид сзади

Общие сведения

Arduino Mega 2560 — это устройство на основе микроконтроллера ATmega2560 (datasheet). 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 Duemilanove и Diecimila.

Mega 2560 — это обновленная версия Arduino Mega.

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 ATmega16U2 заменен на 8U2.

Схема, исходный проект и расположение выводов

Файлы EAGLE: arduino-mega2560_R3-reference-design.zip

Схема: arduino-mega2560_R3-schematic.pdf

Расположение выводов: PinMap2560

Характеристики

Микроконтроллер ATmega2560
Рабочее напряжение
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

Питание

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 (для работы с этой памятью служит библиотека EEPROM).

Входы и выходы

С использованием функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead() каждый из 54 цифровых выводов Arduino Mega можно настроить на работу в качестве входа или выхода. Уровень напряжения на выводах ограничен 5В. Максимальный ток, который может отдавать или потреблять один вывод, составляет 40 мА. Все выводы сопряжены с внутренними подтягивающими резисторами (по умолчанию отключенными) номиналом 20-50 кОм. Помимо этого, некоторые выводы Ардуино могут выполнять дополнительные функции:

  • Последовательный интерфейс Serial: выводы 0 (RX) и 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) и 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) и 16 (TX); Serial 3: 15 (RX) и 14 (TX). Данные выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных по последовательному интерфейсу. Выводы 0 и 1 также соединены с соответствующими выводами микросхемы ATmega16U2, выполняющей роль преобразователя USB-UART.
  • Внешние прерывания: выводы 2 (прерывание 0), 3 (прерывание 1), 18 (прерывание 5), 19 (прерывание 4), 20 (прерывание 3) и 21 (прерывание 2). Эти выводы могут использоваться в качестве источников прерываний, возникающих при различных условиях: при низком уровне сигнала, при фронте, спаде или изменении сигнала. Для получения дополнительной информации см. функцию attachInterrupt().
  • ШИМ: выводы 2 — 13 и 44 — 46. С помощью функции analogWrite() могут выводить 8-битные аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала.
  • Интерфейс SPI: выводы 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). С применением библиотеки SPI данные выводы позволяют осуществлять связь по интерфейсу SPI. Линии SPI также выведены на разъем ICSP, совместимый с Arduino Uno, Duemilanove и Diecimila.
  • Светодиод: 13. Встроенный светодиод, подсоединенный к выводу 13. При отправке значения HIGH светодиод включается, при отправке LOW — выключается.
  • TWI: выводы 20 (SDA) и 21 (SCL). С использованием библиотеки Wire данные выводы позволяют осуществлять связь по интерфейсу TWI. Обратите внимание, что расположение этих выводов отличается от Arduino Duemilanove и Diecimila.

В Arduino Mega 2560 есть 16 аналоговых входов, каждый из которых может представить аналоговое напряжение в виде 10-битного числа (1024 различных значения). По умолчанию, измерение напряжения осуществляется относительно диапазона от 0 до 5 В. Тем не менее, верхнюю границу этого диапазона можно изменить, используя вывод AREF и функцию analogReference().

Помимо перечисленных на плате существует еще несколько выводов:

  • AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Может задействоваться функцией analogReference().
  • Reset. Формирование низкого уровня (LOW) на этом выводе приведет к перезагрузке микроконтроллера. Обычно этот вывод служит для функционирования кнопки сброса на платах расширения

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).

Библиотека SoftwareSerial позволяет реализовать последовательную связь на любых цифровых выводах Mega2560.

В микроконтроллере ATmega2560 также реализована аппаратная поддержка последовательных интерфейсов TWI и SPI. В программное обеспечение Ардуино входит библиотека Wire, позволяющая упростить работу с шиной TWI; для получения более подробной информации см. библиотеку Wire. Для работы с интерфейсом SPI используйте библиотеку SPI.

Программирование

Arduino Mega программируется с помощью программного обеспечения Ардуино (). Для получения более подробной информации см. справку и примеры.

ATmega2560 в Arduino Mega выпускается с прошитым загрузчиком, позволяющим загружать в микроконтроллер новые программы без необходимости использования внешнего программатора. Взаимодействие с ним осуществляется по оригинальному протоколу STK500 (описание, заголовочные файлы C).

Тем не менее, микроконтроллер можно прошить и через разъем для внутрисхемного программирования ICSP (In-Circuit Serial Programming), не обращая внимания на загрузчик; более подробно об этом см. соответствующие инструкции.

Исходный код прошивки микроконтроллера ATmega16U2 (либо ATmega8U2 на платах R1 и R2) находится в в репозиториях Ардуино. Прошивка ATmega16U2/8U2 включает в себя DFU-загрузчик (Device Firmware Update), позволяющий обновлять прошивку микроконтроллера. Для активации режима DFU необходимо:

  • На платах версии R1: замкнуть перемычку на обратной стороне платы (возле изображения Италии), после чего сбросить 8U2.
  • На платах версий R2 и выше — для упрощения перехода в режим DFU присутствует резистор, подтягивающий к земле линию HWB микроконтроллера 8U2/16U2.После перехода в DFU-режим для загрузки новой прошивки можно использовать программное обеспечение Atmel’s FLIP (для Windows) или DFU programmer (для Mac OS X и Linux). Альтернативный вариант — прошить микроконтроллер через разъем для внутрисхемного программирования ISP с помощью внешнего программатора, однако в этом случае DFU-загрузчик затрется. Для получения более подробной информации см. эти инструкции от пользователей.

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.

На плате Mega 2560 существует дорожка (отмеченная как «RESET-EN»), разомкнув которую, можно отключить автоматический сброс микроконтроллера. Для повторного восстановления функции автоматического сброса необходимо спаять между собой выводы, расположенные по краям этой дорожки. Автоматический сброс также можно выключить, подключив резистор номиналом 110 Ом между выводом RESET и 5В; для получения более подробной информации см. соответствующую ветку форума.

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.

Arduino Mega2560 спроектирован таким образом, чтобы быть совместимым с большинством плат расширения для Ардуино Uno, Diecimila и Duemilanove. Для этого цифровые выводы 0 — 13 (а также смежные с ними выводы AREF и GND), аналоговые входы 0 — 5, разъем питания и ICSP-разъем на всех платах расположены одинаково. Кроме того, в перечисленных устройствах линии основного приемопередатчика UART соединены с одними и теми же выводами (0 и 1), как и линии внешних прерываний 0 и 1 (выводы 2 и 3 соответственно). Линии интерфейса SPI выведены на разъем ICSP на обеих платах — как на Mega2560, так и на Duemilanove / Diecimila. Следует иметь ввиду, что на Arduino Mega расположение выводов интерфейса I2C отличается от плат Duemilanove / Diecimila: на Arduino Mega это выводы 20 и 21, а на Duemilanove / Diecimila — аналоговые входы 4 и 5.

Купить Arduino Mega 2560 можно в интернет-магазине arduino.ua.

Плата Arduino Mega 2560 предназначена для создания проектов, в которых не хватает возможностей обычных Arduino Uno. В этом устройстве максимальное из всех плат семейства Arduino количество пинов и расширенный набор интерфейсов. Также у Arduino Mega больше встроенной памяти. В этой статье мы познакомимся с основными особенностями платы поближе.

Фотографии Arduino Mega 2560

Схема платы Arduino Mega

Харакетристики Arduino Mega 2560

Микроконтроллер ATmega2560
Рабочее напряжение
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

Пины платы Arduino Mega 2650

Цифровые пины

Пин Адресация в скетче Специальное назначение ШИМ
Цифровой пин 0 0 RX (Serial)
Цифровой пин 1 1 TX (Serial)
Цифровой пин 2 2 Вход для прерываний 0 ШИМ
Цифровой пин 3 3 Вход для прерываний 1 ШИМ
Цифровой пин 4 4 ШИМ
Цифровой пин 5 5 ШИМ
Цифровой пин 6 6 ШИМ
Цифровой пин 7 7 ШИМ
Цифровой пин 8 8 ШИМ
Цифровой пин 9 9 ШИМ
Цифровой пин 10 10 ШИМ
Цифровой пин 11 11 ШИМ
Цифровой пин 12 12 ШИМ
Цифровой пин 13 13 Встроенный светодиод ШИМ
Цифровой пин 14 14 TX (Serial3)
Цифровой пин 15 15 RX (Serial3)
Цифровой пин 16 16 TX (Serial2)
Цифровой пин 17 17 RX (Serial2)
Цифровой пин 18 18 TX (Serial1)

Вход для прерываний 5

Цифровой пин 19 19 RX( Serial1)

Вход для прерываний 4

Цифровой пин 20 20 I2C SDA

Вход для прерываний 3

Цифровой пин 21 21 I2C SCL

Вход для прерываний 2

Цифровой пин 22-43 22-43
Цифровой пин 44 44 ШИМ
Цифровой пин 45 45 ШИМ
Цифровой пин 46 46 ШИМ
Цифровой пин 47 47
Цифровой пин 48 48
Цифровой пин 49 49
Цифровой пин 50 50 MISO
Цифровой пин 51 51 MOSI
Цифровой пин 52 52 SCK
Цифровой пин 53 53 SCL

Аналоговые пины

У платы Arduino Mega 16 аналоговых входов. Каждый из них соединен с 10-разрадным АЦП, поэтому в скетче можно получить 1024 уровней значений с помощью функции analogRead (). Диапазон значений напряжения по отношению к земле на аналоговых пинах по умолчанию равен 0-5 В. Этот диапазон можно изменить с помощью функции analogReference () и пина AREF.

Соединение с компьютером

Подключение к компьютеру и заливка скетча осуществляется стандартно для большинства плат семейства Arduino. С помощью микросхемы ATmega16U2 устройство определяется как COM-порт, через который могут передаваться данные и осуществляется перепрошивка микроконтроллера.

Arduino.ru

Arduino Mega построена на микроконтроллере ATmega1280 (техническое описание). Платформа содержит 54 цифровых входа/выходов (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов,4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, разъем USB, силовой разъем, разъем ICSP и кнопку перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру посредством кабеля USB или подать питание при помощи адаптера AC/DC, или аккумуляторной батареей. Arduino Mega совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Duemilanove или Diecimila.

Схема и исходные данные

Файлы EAGLE: arduino-mega-reference-design.zip

Принципиальная схема: arduino-mega-schematic.pdf

Краткие характеристики
Микроконтроллер ATmega1280
Рабочее напряжение
Входное напряжение (рекомендуемое) 7-12В
Входное напряжение (предельное) 6-20В
Цифровые Входы/Выходы 54 (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ)
Аналоговые входы 16
Постоянный ток через вход/выход 40 mA
Постоянный ток для вывода 3.3 В 50 mA
Флеш-память 128 KB (4 используются для загрузчика)
ОЗУ 8 KB
Энергонезависимая память 4 KB
Тактовая частота 16 MHz

Arduino Mega может получать питание через подключение USB или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее питание (не USB) может подаваться через преобразователь напряжения AC/DC (блок питания) или аккумуляторной батареей. Преобразователь напряжения подключается посредством разъема 2.1 мм с центральным положительным полюсом. Провода от батареи подключаются к выводам Gnd и Vin разъема питания.

Платформа может работать при внешнем питании от 6 В до 20 В. При напряжении питания ниже 7 В, вывод 5V может выдавать менее 5 В, при этом платформа может работать нестабильно. При использовании напряжения выше 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 В до 12 В.

Выводы питания:

  • VIN. Вход используется для подачи питания от внешнего источника (в отсутствие 5 В от разъема USB или другого регулируемого источника питания). Подача напряжения питания происходит через данный вывод.
  • 5V. Регулируемый источник напряжения, используемый для питания микроконтроллера и компонентов на плате. Питание может подаваться от вывода VIN через регулятор напряжения, или от разъема USB, или другого регулируемого источника напряжения 5 В.
  • 3V3. Напряжение на выводе 3.3 В генерируемое микросхемой FTDI на платформе. Максимальное потребление тока 50 мА.
  • GND. Выводы заземления.

Память

Микроконтроллер ATmega1280 имеет: 128 кБ флеш-памяти для хранения кода программы (4 кБ используется для хранения загрузчика), 8 кБ ОЗУ и 4 Кб EEPROM (которая читается и записывается с помощью библиотеки EEPROM).

Входы и Выходы

Каждый из 54 цифровых выводов Mega, используя функции pinMode(), digitalWrite(), и digitalRead(), может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 5 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (стандартно отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

  • Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX); Последовательная шина 1: 19 (RX) и 18 (TX); Последовательная шина 2: 17 (RX) и 16 (TX); Последовательная шина 3: 15 (RX) и 14 (TX). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Выводы 0 и 1 подключены к соответствующим выводам микросхемы последовательной шины FTDI USB-to-TTL.
  • Внешнее прерывание: 2 (прерывание 0), 3 (прерывание 1), 18 (прерывание 5), 19 (прерывание 4), 20 (прерывание 3), и 21 (прерывание 2). Данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции attachInterrupt().
  • PWM: 0 до 13. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().
  • SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, которая, хотя и поддерживается аппаратной частью, не включена в язык Arduino. Также выводы SPI могут быть выведены на блоке ICSP, который совместим с платформами Duemilanove и Diecimila.
  • LED: 13. Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.
  • I2C: 20 (SDA) и 21 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI). Для создания используется библиотека Wire (информация на сайте Wiring). Расположение выводов на платформе Mega не соответствует расположению Duemilanove или Diecimila.

На платформе Mega установлены 16 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и функции analogReference().

Дополнительная пара выводов платформы:

  • AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией analogReference().
  • Reset. Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

На платформе Arduino Mega установлено несколько устройств для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами. ATmega1280 поддерживает 4 порта последовательной передачи данных UART для TTL. Установленная на плате микросхема FTDI FT232RL направляет один из интерфейсов через USB, а драйверы FTDI (включены в программу Arduino) предоставляют виртуальный COM порт программе на компьютере. Мониторинг последовательной шины (Serial Monitor) программы Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные при подключении к платформе. Светодиоды RX и TX на платформе будут мигать при передаче данных через микросхему FTDI или USB подключение (но не при использовании последовательной передачи через выводы 0 и 1).

Библиотекой SoftwareSerial возможно создать последовательную передачу данных через любой из цифровых выводов Mega.

ATmega1280 поддерживает интерфейсы I2C (TWI) и SPI. В Arduino включена библиотека Wire для удобства использования шины I2C. Более подробная информация находится на сайте Wiring. Для использования интерфейса SPI обратитесь к техническим данным микроконтроллера ATmega1280.

Программирование

Платформа программируется посредством ПО Arduino. Подробная информация находится в справочнике и инструкциях.

Микроконтроллер ATmega1280 поставляется с записанным загрузчиком, облегчающим запись новых программ без использования внешних программаторов. Связь осуществляется оригинальным протоколом STK500.

Имеется возможность не использовать загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через выводы блока ICSP (внутрисхемное программирование). Подробная информация находится в данной инструкции.

Автоматическая (программная) перезагрузка

Mega разработана таким образом, чтобы перед записью нового кода перезагрузка осуществлялась самой программой, а не нажатием кнопки на платформе. Одна из линий FT232RL, управляющих потоком данных (DTR), подключена к выводу перезагрузки микроконтроллера ATmega1280 через конденсатор 100 нФ. Активация данной линии, т.е. подача сигнала низкого уровня, перезагружает микроконтроллер. Программа Arduino, используя данную функцию, загружает код одним нажатием кнопки Upload в самой среде программирования. Подача сигнала низкого уровня по линии DTR скоординирована с началом записи кода, что сокращает таймаут загрузчика.

Функция имеет еще одно применение. Перезагрузка Mega происходит каждый раз при подключении к программе Arduino на компьютере с ОС Mac X или Linux (через USB). Следующие полсекунды после перезагрузки работает загрузчик. Во время программирования происходит задержка нескольких первых байтов кода во избежание получения платформой некорректных данных (всех, кроме кода новой программы). Если производится разовая отладка скетча, записанного в платформу, или ввод каких-либо других данных при первом запуске, необходимо убедиться, что программа на компьютере ожидает в течение секунды перед передачей данных.

На Mega имеется возможность отключить линию автоматической перезагрузки разрывом соответствующей линии. Контакты микросхем с обоих концов линии затем могут быть соединены с целью восстановления. Линия маркирована «RESET-EN». Отключить автоматическую перезагрузку также возможно подключив резистор 110 Ом между источником 5 В и данной линией. Подробная информация находится в соответствующей ветке форума.

Токовая защита разъема USB

В Arduino Mega встроена перезагружаемая плавкая вставка, защищающая порт USB компьютера от токов короткого замыкания и сверхтоков. Хотя практически все компьютеры имеют подобную защиту, тем не менее, данный предохранитель обеспечивает дополнительный барьер. Предохранитель автоматически прерывает обмен данных при прохождении тока более 500 мА через USB порт.

Физические характеристики и совместимость с платами расширения

Длинна и ширина печатной платы Mega составляют 10,2 и 5.3 см соответственно. Разъем USB и силовой разъем выходят за границы данных размеров. Три отверстия в плате позволяют закрепить ее на поверхности. Расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 равняется 0,4 см, хотя между другими выводами оно составляет 0,25 см.

Arduino Mega совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Duemilanove или Diecimila. Расположение выводов 0 – 13 (и примыкающих AREF и GND), аналоговых входов 0 – 5, силового разъема, блока ICSP, порта последовательной передачи UART (выводы 0 и 1) и внешнего прерывания 0 и 1 (выводы 2 и 3) на Mega соответствует расположению на вышеприведенных платформах. Связь SPI может осуществляться через блок ICSP, как на платформах Duemilanove / Diecimila, так и на Mega. Однако расположение выводов (20 и 21) связи I2C на платформе Mega не соответствуют расположению тех же выводов (аналоговые входы 4 и 5) на Duemilanove / Diecimila.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх