Arduino:Продукты/Продукты Arduino/Плата Arduino Mega 2560

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.

Arduino Mega 2560 заменила собой плату Arduino Mega.

Mega 2560 отличается от всех предыдущих плат тем, что не использует аппаратные мосты USB-to-serial компании FTDI. Вместо этого, он имеет микроконтроллер ATmega16U2 (ATmega8U2 в версиях платы 1 и 2), запрограммированный для работы в качестве USB-to-serial преобразователя. Во второй ревизии Mega2560 имеет резистор, подтягивающий линию 8U2 HWB на землю, что упрощает перевод в режим DFU.

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

Скачать техническое руководство на микроконтроллеры ATmega 640/1280/1281/2560/2561:

Datasheet ATmega640/1280/1281/2560/2561 Atmel-2549-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega640-1280-1281-2560-2561_datasheet.pdf

8.4 MiB 2044 Downloads Details

Category:Documents
Date:20.04.2015

Скачать файлы Eagle CAD для печатной платы Mega 2560:

Mega 2560 R3 в Eagle arduino-mega2560_R3-ref-design.zip

156.2 KiB 1322 Downloads Details

Category:Documents
Date:20.04.2015

Скачать принципиальную схему на Arduino Mega 2560:

Схема Mega 2560 R3 arduino-mega2560_R3-sch.pdf

47.1 KiB 2551 Downloads Details

Category:Documents
Date:20.04.2015

Cхема выводов микроконтроллера ATMega2560 и их обозначение на плате Arduino:

Выводы ATmega2560 и их обозначение на плате Arduino

Скачать обозначение выводов в виде архива SVG-файла:

Цоколевка м/к Mega2560 pin_mapping_mega2560.zip

17.3 KiB 1321 Downloads Details

Category:Documents
Date:20.04.2015

Распиновка платы Arduino Mega 2560 (кликните на картинке, чтобы увеличить).

Проекты на основе плате

Использование Arduino Mega 2560 дало возможность сделать по-настоящему большую и сложную микроконтроллерную систему.

Например, есть очень интересный проект, который получил поддержку в РФ и активно развивается – это Arduino Mega Server. Микроконтроллер настолько мощный, что может стать целым сервером для интернета сайтов или облака.

Единственное ограничение на таком сервере – это объём памяти, ведь в качестве накопителя можно использовать micro SD-карты памяти, а Ethernet поддерживает максимальный объём памяти 32 гб.

Arduino Mega Server – это серьезный проект с широким функционалом, в котором поддерживаются все нужные для веб-мастера технологии:

  • HTML;
  • CSS;
  • Javascript и другие.

На страницах, которые вы создадите, а их количество ограничено только их размером и объёмом вашей карты памяти, можно отслеживать в реальном времени состояние контроллера и управлять его входами и выходами с помощью кнопок на веб интерфейсе сайта.

Поддержка многих библиотек Javascript позволит сделать интерфейс красивым и современным.

С помощью Arduino Mega Server вы можете сделать мощные разветвленные системы автоматизированного управления с удаленным управлением и мониторингом всех параметров или домашнее облачное хранилище.

На рисунке ниже вы видите скриншот страницы управления умным домом с официального сайта проекта.

Вот небольшой перечень проектов, реализуемых с Arduino Mega Server:

  1. Умный дом – стал уже классической областью применения ардуино.
  2. Автоматизированная котельная.
  3. Тепличное хозяйство с автоматической поддержкой влажности и солевого состава почвы.
  4. Метеостанция.
  5. И многое другое.

Вы получаете операционную систему для работы с Ардуино с компьютера или смартфона по web интерфейсу.

Однако стоит осознавать возможности и мощность микроконтроллера Arduino Mega 2560, хоть и сама плата мощнее своих предшественников, но по современным меркам морально устарела.

Это все те же 8 бит и 8 кб ОЗУ. Скорость, с которой вы скачиваете данные с сервера, будет небольшой, но для веб-страниц вполне хватит.

Характеристики Arduino Mega 2560

МикроконтроллерATmega2560
Рабочее напряжение5 В
Входное напряжение (рекомендовано)7-12 В
Входное напряжение (предельное)6-20 В
Цифровые входы/выходы54 (из которых 15 могут работать как выходы ШИМ)
Аналоговые входы16
Макс.ток на входе/выходе40 мА
Макс.ток для вывода 3.3 В50 мА
Флеш-память (Flash memory)256 Кб из которых 8Кб используется загрузчиком
ОЗУ (SRAM)8 Кб
Энергонезависимая память (EEPROM)4 Кб
Тактовая частота16 МГц

Описание

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.

Питание

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.

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.
  • 3V3. 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.

Входы и выходы

Каждый из 54 цифровых пинов на Arduino Mega может работать в режиме входа или выхода, используя функции pinMode, digitalWrite и digitalRead. Выходы работают на 5 В. Каждый пин может отдать или принять максимум 40 мА и имеет внутренни подтягивающий резистор 20-50 кОм (отключен по умолчанию). Плюс к этому, некоторые выводы имеют специальные функции:

  • Serial: 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). Для отправки данных по последовательному порту с уровнями TTL-логики используется RX, для получения — TX. Пины 0 и 1 также подключены к соответствующим выводам микросхемы преобразователя USB-to-TTL ATmega16U2
  • Внешние прерывания: 2 (прерывание 0), 3 (прерывание 1), 18 (прерывание 5), 19 (прерывание 4), 20 (прерывание 3) и 21 (прерывание 2). Эти выводы могут быть установкой прерывания низким уровнем, по переднему или заднему фронту или перепадом. Более подробно см.описание функции attachInterrupt.
  • PWM: со 2 по 13 и с 44 по 46. Обеспечивают выход 8-битного ШИМ-сигнала, используя функцию analogWrite.
  • SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Эти пины поддерживают передачу данных по SPI, используя библиотеку SPI. Пины SPI также могут быть выведены на блок ISCP, который на физическом уровне совместим с Uno, Duemilanove и Diecimilia.
  • LED: 13. Это встроенный в плату светодиод, который подключен к 13 выводу. При значении HIGH на выводе, светодиод включается, при низком — выключается.
  • TWI (I2C): 20 (SDA) и 21 (SCL). Обеспечивает соединение по протоколу I2C, используя библиотеку Wire. Расположение этих выводов отличается на платах Duemilanove или Diecimila.

Mega2560 имеет 16 аналоговых входов, каждый из которых дает 10 битное разрешение (1024 различных значений). По умолчанию, напряжение измеряется между землей и 5 вольтами, хотя возможно изменить верхний диапазон, используя вывод AREF и функцию analogReference. Подробнее в статье Аналоговые измерения с Arduino.

На плате имеется еще пара выводов:

  • AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с analogReference.
  • RESET. Низкий уровень сигнала на этом входе перезагружает микроконтроллер. Обычно используется дополнительная кнопка сброса на шилдах, которые блокируют кнопку сброса на самой плате Arduino.

Коротко о чипе

Микросхема ATmega2560 представляет 8-разрядное AVR-устройство с 256K ISP Flash-памяти, содержимое которой может изменяться стандартным программатором через последовательный порт или программой, запущенной кодом AVR-ядра.

Чип выполнен на основе AVR-ядра с применением RISC-архитектуры.

Это позволило ATmega2560 за один цикл достичь 1 млн операций в секунду при частоте 1 МГц.

Схема распиновки процессора

Микросхема ATmega2560 производится в пластиковом корпусе QFN/MLF с 64 выводами.

Распиновка чипа:

пинзначениепинзначениепинзначениепинзначение
1C0B PG517INT7 PB733PG0 WR49PA2 AD2
2INT0 PE018SC2 PG334PG1 RD50PA1 AD1
3INT1 PE119SC1 PG435PC0 A851PA0 AD0
4INT2 PE220RESET36PC1 A952VCC
5INT3 PE321VCC37PC2 A1053GND
6INT4 PE422GND38PC3 A1154PF0 ADC7
7INT5 PE523XTAL239PC4 A1255PF0 ADC6
8INT6 PE624XTAL140PC5 A1356PF0 ADC5
9INT7 PE725SLC PD041PC6 A1457PF0 ADC4
10INT0 PB026SDA PD142PC7 A1558PF0 ADC3
11INT1 PB127RD1 PD243PG2 ALE59PF0 ADC2
12INT2 PB228TX1 PD344PA7 AD760PF0 ADC1
13INT3 PB329CP1 PD445PA6 AD661PF0 ADC0
14INT4 PB430CK1 PD546PA5 AD562AREF
15INT5 PB531T1 PD647PA4 AD463GND
16INT6 PB632T0 PD748PA3 AD364AVCC

Контакт AREF служит для подачи образцового напряжения, относительно которого работают АЦП. Его стабильность определяет точность показаний всех преобразователей аналогового сигнала.

Связь

Arduino Mega 2560 имеет несколько различных возможностей для осуществления связи с другим компьютером, другой платой Arduino, или другим микроконтроллером. ATmega2560 имеет 4 аппаратных порта UART для соединения по последовательному порту с TTL-уровнями (5 вольт). ATmega16U2 (ATmega 8U2 на платах 1 и 2 ревизий) перенаправляет один из каналов через USB и предоставляет виртуальный COM-порт для ПО на компьютере (компьютерам, работающим под Windows требуется файл .inf, но компьютеры под Mac OS X и Linux распознают плату в виде COM-порта автоматически). Arduino IDE имеет монитор порта, который позволяет отправлять и получать на плату Arduino простые текстовые данные. Светодиоды RX и TX мигают, сигнализируя о передаче данных через микросхему ATmega8U2/ATmega16U2 и USB-соединение на компьютер (но не при пераче данных через последовательный порт, используя пины 0 и 1).

Библиотека SoftwareSerial позволяет работать с подключением по последовательному порту для любых цифровых выводов Mega 2560.

ATmega2560 также поддерживает соединение по протоколам I2C и SPI. Для упрощения использования обмена по протоколу I2C используется библиотека Wire, для соединения по SPI — библиотека с таким же названием SPI.

Возможности микроконтроллера

Применение Arduino Mega 2560 r3 оправдано в проектах, которым не хватает возможностей стандартных Arduino Uno. В 2560 максимально расширен перечень доступных интерфейсов и увеличено число пинов. Arduino Mega получила больше всего встроенной памяти среди контроллеров производителя. Еще одной возможностью платы является применение микроконтроллера ATmega16U2 (ATmega8U2 для версий R1 и R2) для преобразования интерфейса USB в UART.

Четыре приемопередатчика последовательного типа обеспечивают связь нескольких контроллеров между собой или с компьютером.

В плате 2560 реализована защита интерфейса от перегрузок USB board с помощью восстанавливаемого предохранителя. Она служит дополнительным барьером, несмотря на собственную защиту в компьютерах. При токе нагрузки свыше 500 мА происходит автоматическое срабатывание предохранителя. «Ардуино Мега Сенсор Шилд» позволяет подключать к плате экраны, дисплеи, различные модули для ЧПУ. В контроллере введен интерфейс SPI.

Программирование

Arduino Mega можно программировать, используя Arduino IDE.

Микроконтроллер ATmega2560 на плате Arduino Mega поставляется с прошитым загрузчиком, который позволяет загружать новый код в микроконтроллер без использования внешнего аппаратного программатора. Загрузчик использует оригинальный протокол STK500 (заголовочные файлы C).

Можно не использовать загрузчик и программировать микроконтроллер через выводы блока ISCP, используя Arduino ISP или аналогичный.

Исходный код прошивки ATmega16U2 (или 8U2 в версиях плат 1 и 2) доступен для скачивания в репозитории Arduino. ATmega16U2/8U2 загружается, используя загрузчик DFU, который активируется следующим образом:

  • На платах верcии 1: замыкаем перемычку на обратной стороне платы (рядом с картой Италии) и перезагружаем 8U2.
  • На платах версии 2 или более поздней: имеется резистор, подтягивающий линию 8U2/16U2 HWB к земле, что облегчает переход в режим DFU. Можно использовать ПО от Atmel под названием Flip (для Windows) или DFU программатор (Mac OS X и Linux). Также можно переписать прошивку внешним программатором, используя разъем ISP (перезаписав загрузчик DFU). Подробности здесь.

Автоматическая (программная перезагрузка)

Вместо того, чтобы физически нажимать клавишу сброса перед загрузкой, Arduino Mega 2560 разработан таким образом, что позволяет программный сброс с подключенного компьютера. Одна из линий, управляющая потоком данных ATmega8U2 — линия DTR, подключена к линии сброса ATmega2560 через конденсатор емкостью 100 нФ. Активация этой линии, используя низкий уровень напряжения позволяет сбросить микросхему. Программное обеспечение Arduino использует эту возможность, позволяя загружать код простым нажатием на кнопку загрузки в среде Arduino. Подача сигнала низкого уровня синхронизировано с началом записи кода, что сокращает таймаут загрузчика.

Это имеет еще одно применение. Когда Mega 2560 подключается к компьютеру под управлением Mac OS X или Linux, каждый раз происходит программная перезагрузка (через USB). Программа загрузчика на Mega 2560 выполняется примерно полсекунды. В процессе программирования происходит задержка нескольких первых байтов кода, чтобы избежать получение 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 перед передачей данных ожидает в течение секунды.

На Mega2560 имеется возможность отключить линию автоматической перезагрузки разрывом соответствующей линии. Чтобы восстановить линию, необходимо опять соединенить контакт на разрыве. Линия маркирована как «RESET-EN». Отключить автоматическую перезагрузку также возможно подключив резистор 110 Ом 5 В и данной линией. Подробности здесь.

Преимущества и недостатки ATmega 2560

К достоинствам ATmega 2560 относятся:

  • гибкость управляющих алгоритмов без изменения аппаратной части блока;
  • большой диапазон частот обрабатываемых сигналов;
  • малые размеры и вес блока;
  • удобство и простота замены блоков;
  • надежность чипов;
  • множество точек диагностики аналоговой и цифровой частей;
  • возможность оперативного изменения алгоритмов работы в аварийных ситуациях;
  • отсутствие дрейфа параметров, присущего исключительно аналоговой аппаратуре.

Недостатки цифровых систем на основе ATmega 2560:

  • необходимость использования большого числа ЦАП и АЦП (цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи);
  • увеличение времени реакции системы из-за многократного преобразования сигнала;
  • трудность прямого переноса аналоговых алгоритмов на цифровую систему;
  • увеличение сроков и стоимости разработки программного обеспечения, реализующего управляющие алгоритмы;
  • повышенные требования ко времени преобразования сигнала в ЦАП и АЦП;
  • усложнение технологии производства аппаратуры;
  • рост требований к разрядности и быстродействию цифрового вычислителя;
  • влияние качества разработанного программного обеспечения на бесперебойную и безошибочную работу всей системы управления.

Физические характеристики и совместимость с платами расширения

Длина и ширина печатной платы Mega2560 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 Mega2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Uno, 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 Mega2560. 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.

Arduino.ru

Arduino Mega 2560 обратная сторона платы

Arduino Mega построена на микроконтроллере ATmega2560 (техническое описание). Плата имеет 54 цифровых входа/выходов (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов,4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, USB коннектор, разъем питания, разъем ICSP и кнопка перезагрузки. Для работы 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 Uno или Duemilanove.
Схема и исходные данные

Файлы EAGLE: arduino-mega2560-reference-design.zip

Принципиальная схема: arduino-mega2560-schematic.pdf

Краткие характеристики
МикроконтроллерATmega2560
Рабочее напряжение
Входное напряжение (рекомендуемое)7-12В
Входное напряжение (предельное)6-20В
Цифровые Входы/Выходы54 (14 из которых могут работат также как выходы ШИМ)
Аналоговые входы16
Постоянный ток через вход/выход40 mA
Постоянный ток для вывода 3.3 В50 mA
Флеш-память256 KB (из которых 8 КB используются для загрузчика)
ОЗУ8 KB
Энергонезависимая память4 KB
Тактовая частота16 MHz
Питание

Arduino Mega может получать питание как через подключение по USB, так и 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 положительным полюсом на центральном контакте. Провода от батареи подключаются к выводам Gnd и Vin разъема питания (POWER).

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.

Плата Mega2560, в отличие от предыдущих версий плат, не использует FTDI USB микроконтроллер. Для обмена данными по USB используется микроконтроллер Atmega8U2, запрограммированный как конвертер USB-to-serial.

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. Если питание подается на разьем 2.1mm, то на этот вход можно запитаться.
  • 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 ATmega2560 имеет: 256 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 ATmega8U2.
  • 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: 2 до 13 и 44-46. 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, например, используя библиотеку SPI. Также выводы SPI могут быть выведены на блоке ICSP, который совместим с платформами Uno, 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 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().

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.
Связь

На платформе Arduino Mega2560 установлено несколько устройств для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами. ATmega2560 поддерживает 4 порта последовательной передачи данных UART для TTL. Установленная на плате микросхема ATmega8U2 направляет один из интерфейсов через USB, предоставляя виртуальный COM порт программам на компьютере (машинам под упровлением Windows для корректной работы с виртуальным COM портом необоходим .inf файл, системы на базе OSX и Линукс, автоматически распознаю COM порт). Утилита мониторинга последовательной шины (Serial Monitor) среды разработки Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные при подключении к платформе. Светодиоды RX и TX на платформе будут мигать при передаче данных через микросхему ATmega8U2 и 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 Mega2560.

ATmega2560 поддерживает интерфейсы I2C (TWI) и SPI. В Arduino включена библиотека Wire для удобства использования шины I2C. Более подробная информация находится на сайте Wiring. Для связи по SPI, используется библиотека SPI.

Программирование

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

Микроконтроллер ATmega2560 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.

Код прошивки для контроллера ATmega8U2 доступен для свободного скачивания. Контроллер ATmega8U2 имеет собственный DFU загрузчик, который может быть активирован замыканием джампера на обратной стороне платы (рядом с картой Италии) и перезагрузкой контроллера. Для записи новой прошивки возможно использовать Atmel’s FLIP (под Windows) или DFU программатор (на Mac OS X или Linux). Также можно переписать прошивху внешним программатором, используя ISP вход.

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 ATmega8U2, управляющих потоком данных (DTR), подключена к выводу перезагрузки микроконтроллера ATmega2560 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 Mega2560 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 Mega2560 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.

Токовая защита разъема USB

В Arduino Mega2560 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 Mega2560 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 Mega2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Uno, 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 Mega2560. 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.

Фото Arduino.cc

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]