Настройка плат Arduino при первом подключении к ПК. Как сделать умный дом на Arduino своими руками Arduino mega 2560 шим выходы

Это... можно сказать... сердце 3D принтера. Именно в этой микросхеме (Mega 2560) происходит все вычислительные операции по обработке G-код"а. В нашем случае эта м/с распаяна на некой плате. На этой плате помимо самой м/с много всякой другой фигни предназначенной для корректной работы и подключения к компьютеру.

Arduino MEGA 2560

Именно на плату с этой микросхемой и "одевается" плата расширения по имени RAMPS 1.4 (смотрите соответствующий раздел).

Общие сведения

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.

Краткие характеристики

Микроконтроллер ATmega2560

Рабочее напряжение 5В

Входное напряжение (предельное) 6-20В

Цифровые Входы/Выходы 54 (14 из которых могут работат также как выходы ШИМ)

Аналоговые входы 16

Постоянный ток через вход/выход 40 mA

Постоянный ток для вывода 3.3 В 50 mA

Флеш-память 256 KB (из которых 8 КB используются для загрузчика)

Энергонезависимая память 4 KB

Тактовая частота 16 MHz

Отличия плат с чипом CH340G

CH340G это дешёвый аналог микросхемы для USB. Драйверы автоматически не устанавливаются. Могут быть проблемы на некоторых ноутбуках.

Стабилизатор

Стабилизатор NCP1117ST50 (AMS1117-5.0) частенько горит при не внимательном подключении концевиков на

Если вы самостоятельно изготавливаете Arduino, и для программирования микроконтроллера у вас нет под рукой внутрисхемного программатора или другой платы Arduino, кроме Arduino Mega 2560, то можно без проблем задействовать и ее для прошивки чипа.

Что потребуется:

• Arduino Mega
• Плата с микроконтроллером ATmega, который нужно прошить
• Конденсатор 100 нФ
• USB-кабель, соединяющий Arduino Mega с компьютером
• Среда разработки Arduino IDE
• Несколько проводов для соединения Arduino Mega с самодельным Arduino

Основная трудность заключается в том, что у Arduino Mega другая распиновка в отличие от Arduino UNO, Duemilanove или Diecimila, поэтому руководства использования в качестве программатора перечисленных плат не подходят. Подробнее про распиновку Arduino Mega можно узнать .

Вам нужно соединить Arduino Mega 2560 с платой с чипом Atmega 168/328 следующим образом:

Итак, для начала нужно загрузить скетч ArduinoISP. Откройте Arduino IDE, выберите Tools – Board – Arduino Mega 2560 (Сервис – Плата – Arduino Mega 2560). Выберите корректный COM-порт: Tools – Serial port – нужный порт (Сервис – Последовательный порт – нужный порт). Теперь перейдите в File – Examples – ArduinoISP (Файл – Примеры – ArduinoISP). Перед вами откроется скетч ArduinoISP. Нажмите кнопку Upload (Загрузить) и загрузите его в Arduino Mega 2560.

После того, как скетч будет полностью загружен, подключите конденсатор 100 нФ между линией питания +5 В и выводом RESET на Arduino Mega, чтобы отключить автосброс. В противном случае ничего не получится.

Выберите Tools – Burn Bootloader – Arduino as ISP (Сервис – Программатор – Arduino as ISP). После загрузки кода вы сможете наслаждаться вашим самодельным Arduino.

Если у вас возникли ошибки:

• Проверьте правильность выбора платы
• Если у вас появилась ошибка типа avrdude: stk500_getsync(): not in sync: resp=0x00, то вы не поместили конденсатор 100 нФ между линией питания +5 В и выводом RESET на Arduino Mega
• Если у вас другая ошибка, то ищите ответ в гугле
• Если не нашли ответ в гугле, то воспользуйтесь тематическими форумами про Arduino

Если при программировании вашего Arduino появилась ошибка avrdude: stk500_getsync(): not in sync: resp=0x00 avrdude: stk500_disable(): protocol error, expect=0x14, resp=0x51, значит не в порядке автосброс (DTR). То есть Arduino IDE не может перезагрузить Arduino, и загрузка кода заканчивается провалом. Чтобы избежать этого, вы можете:

• Нажать кнопку сброса на Arduino, кода появляется «Binary sketch size: xxxx bytes (of a xxxxxxx byte maximum)»
• Если это не помогло, то вы можете подключить USB-кабель к компьютеру, но не к Arduino, и после того, как появится «binary sketch…», быстро воткнуть кабель в Arduino
• Если и это не помогло, то вы можете держать нажатой кнопку сброса на Arduino, нажать Upload (Загрузить) в Arduino IDE и отпустить кнопку, когда появится «binary sketch size ...»
• Если и это не помогло, то вы можете нажать кнопку сброса после появления «binary sketch size ... » и держать ее 2-10 секунд
• Если и это не помогло, то вы можете заново загрузить загрузчик
• Если и это не помогло, то вы можете взять другую плату Arduino, если есть такая в запасе
• Если и это не помогло, то остается только спросить на форуме

Перевод

Наверное все, кому это интересно, знают про Arduino. Для остальных - удобные для разработки и прототипирования платы на чипе ATMega(в основном).
Прелесть экосистемы Arduino - есть удобные для макетирования платы с разъемами, с большим количеством программируемых входов-выходов, подключаемое по USB к компьютеру. Бесплатное IDE для написания программ и прошивки платы. Солидное количество плат расширения (shield), которые подключаются прямо к разъемам платы. И огромное количество всяких датчиков, сервомоторов, исполнительных устройств и экранов.

Помимо самой ARDUINO (две фирмы - одна в Италии, вторая в США) есть еще большое количество совместимых плат, выпускаемых в Китае.

Сегодня у меня в руках старшая модель платы - Arduino Mega 2560.
Прибыла в коробке и антистатическом пакете.

Судя по надписям - производства Италия.

Вид сверху.

Плата из стеклотекстолита, покрыта синим лаком, надписи - белая краска. Спаяно все очень аккуратно, следов флюса не наблюдается. Мелкие придирки - немного криво посажен кварцевый резонатор.
Подключается к компьютеру при помощи принтерного USB кабеля.
Для подачи внешнего питания есть разъем 2,1 мм. Плюс на внутреннем контакте.

Характеристики

Длина 100 мм
Ширина 53 мм
Высота 15 мм

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

Тестирование

Сразу с завода плата приходит с прошитым bootloader и программой blink, которая с разной частотой мигает светодиодом, припаянным к 13 выводу.
На некоторых платах - это частота 1 Гц, на моей - порядка 5 Гц.
Для проверки работоспособности я к Ардуино подключил через сдвиговый регистр 8 светодиодов и поморгал ими. А позже в выходу ШИМ - стрелочный миллиамперметр. Видео ниже

В цикле считаем от 0 до 255

Каждую 1/4 секунды увеличиваем ширину импульса.

Об особенностях подключения. На Маке и linux перед запуском Arduino IDE необходимо подключить плату к компьютеру, потом в Arduino IDE выбрать порт, к которому подключена наша плата.

Итого.
За разумные деньги получил плату с максимальными характеристиками. Рекомендую.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +11 Добавить в избранное Обзор понравился +3

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.

Схема платы Arduino Mega

Харакетристики Arduino Mega 2560

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.

Питание Arduino Mega 2560

Питание платы Mega аналогично рассмотренному ранее питанию для Ardini Uno. Рабочее напряжение – 5 В, питание осуществляется либо через встроенный блок питания, либо через подключенное USB-устройство, либо напрямую.

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:

Скачать принципиальную схему на Arduino Mega 2560 :

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

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

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.

Память

ATmega имеет 256 Кб флеш-памяти для хранения программного кода (из которых 8 Кб используется для загрузчика), 8 Кб ОЗУ, и 4 Кб энергонезависимой памяти (EEPROM может считываться и записываться при помощи библиотеки, которая так и называется — EEPROM ).

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 , используя библиотеку Wire. Расположение этих выводов отличается на платах Duemilanove или Diecimila .

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 .

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 I 2 C и SPI . Для упрощения использования обмена по протоколу I 2 C используется библиотека Wire , для соединения по SPI — библиотека с таким же названием 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 ().

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 .

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 .

Защита USB от перегрузки по току

Arduino Mega 2560 имеет самовосстанавливающийся предохранитель, который защищает порты USB вашего компьютера от коротких замыканий и перегрузки по току. Хотя большинство компьютеров обеспечивают свою собственную внутреннюю защиту, предохранитель обеспечивает дополнительный уровень защиты. При токе потребления через USB более чем 500 мА, предохранитель автоматически разрывает соединение, пока короткое замыкание или перегрузка не будут устранены.

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 I 2 C на платформе Mega не соответствуют расположению тех же выводов (аналоговые входы 4 и 5) на Duemilanove/Diecimila .