Общие сведения
ArduinoProпостроена на одном из микроконтроллеров: ATmega168 (техническое описание) или ATmega328 (техническое описание). Pro производится в обоих исполнениях 3.3 В / 8 МГц и 5 В / 16 МГц. Платформа содержит 14 цифровых входов и выходов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, силовой разъем батареи, силовой выключатель, кнопку перезагрузки, отверстия для монтажа силового разъема, блок ICSP и блоки выводов. Шестипиновый блок может подключаться к кабелю FTDI или плате-конвертеру Sparkfun для обеспечения питания и связи через USB.
ArduinoProпредназначена для непостоянной установки в объекты или экспонаты. Платформа поставляется без установленных выводов, что позволяет пользователям применять собственные выводы и разъемы. Расположение выводов совместимо с платами расширения Arduino. Версия 3.3 ВPro может получать питание от батареи.
ArduinoPro разработана и производится SparkFunElectronics.
Схемаиисходныеданные
Файлы EAGLE: arduino-pro-reference-design.zip
Принципиальнаясхема: Arduino-Pro-schematic.pdf
Характеристики
| Микроконтроллер | ATmega168 или ATmega328 |
| Рабочее напряжение | 3.3 В или 5 В |
| Входное напряжение | 3.35-12 В (версии 3.3 В) или 5-12 В (версии 5 В) |
| Цифровые Входы/Выходы | 14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ) |
| Аналоговые входы | |
| Постоянный ток через вход/выход | 40 мА |
| Флеш-память | 16 Кб (ATmega168) или 32 Кб (ATmega328) при этом 2 Кб используются для загрузчика |
| ОЗУ | 1 Кб (ATmega168) или 2 Кб (ATmega328) |
| EEPROM | 512 байт (ATmega168) или 1 Кб (ATmega328) |
| Тактовая частота | 8 МГц (версии 3.3 В) или 16 МГц (версии 5 В) |
Питание
ArduinoPro может получать питание через подключение USB, от батареи или от внешнего источника питания. Силовым разъемом батареи на платформе является блок JST, а силовой разъем внешнего источника припаивается к платформе.
Выводы питания:
· VIN. На вывод подается напряжение от батареи или источника напряжения постоянного тока (согласно позиции выключателя). Подача напряжения питания происходит через данный вывод.
· VCC. Регулируемый источник питания. Напряжение от батареи или источника напряжения постоянного тока подается через регулятор или от конвертора USB-to-TTL.
· GND. Выводы заземления.
Память
Микроконтроллер ATmega168 имеет: 16 кБфлеш-памяти для хранения кода программы (2 кБ используется для хранения загрузчика), 1 кБ ОЗУ и 512 байт EEPROM (которая читается и записывается с помощью библиотеки EEPROM). А микроконтроллер ATmega328, в свою очередь, имеет 32 кБфлеш-памяти, 2 Кб ОЗУ и 1 Кб EEPROM.
Входы и Выходы
Каждый из 14 цифровых выводов Pro, используя функции pinMode(), digitalWrite(), и digitalRead(), может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 3,3 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). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Данные выводы имеют соединение с выводами TX-0 и RX-1 блока из шести выводов.
· Внешнее прерывание: 2 и 3. 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().
· ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10, и 11. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().
· SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, которая, хотя и поддерживается аппаратной частью, не включена в язык Arduino.
· LED: 13. Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.
На платформе Pro установлены 6 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до значения VCC относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и программного кода низшего уровня. Некоторые выводы имеют дополнительные функции:
· I2C: 4 (SDA) и 5 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI), для создания которой используется библиотека Wire.
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.
Обратите внимание на соединение между выводами Arduino и портами ATmega168.
Связь
На платформе ArduinoPro установлено несколько устройств для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами.ATmega168 и ATmega328 поддерживают последовательный интерфейс UART TTL, осуществляемый выводами 0 (RX) и 1 (TX). Мониторинг последовательной шины (SerialMonitor) программы Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные через подключение USB.
Библиотекой SoftwareSerial возможно создать последовательную передачу данных через любой из цифровых выводов Pro.
ATmega168 и ATmega328 поддерживают интерфейсы I2C (TWI) и SPI. В Arduino включена библиотека Wire для удобства использования шины I2C. Более подробная информация находится в документации. Для использования интерфейса SPI обратитесь к техническим данным микроконтроллеров ATmega168 и ATmega328.
Программирование
Платформа программируется посредством ПО Arduino. Подробная информация находится в справочнике и инструкциях.
Микроконтроллеры ATmega168 и ATmega328 поставляются с записанным загрузчиком, облегчающим запись новых программ без использования внешних программаторов. Связь осуществляется оригинальным протоколом STK500.
Имеется возможность не использовать загрузчик и запрограммировать ATmega168 или ATmega328 через выводы ICSP (внутрисхемное программирование).
Автоматическая (программная) перезагрузка
ArduinoPro разработана таким образом, чтобы перед записью нового кода перезагрузка осуществлялась самой программой, а не нажатием кнопки на платформе. Один из выводов шестипинового блока подключен к линии перезагрузки микроконтроллеров ATmega168 или ATmega328 через резистор 100 нФ. Данный вывод соединен с одной из линий управления потоком конвертора USB-to-serial, подключенного к блоку: к линий RTS при использовании кабеля FTDI или к линии DTR при использовании платы-конвертора Sparkfun. 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 перезагрузки скоординирована с началом записи кода, что сокращает таймаут загрузчика.
Функция имеет еще одно применение. Перезагрузка Pro 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.