Arduino Due Without Headers / A000056

Arduino Due Without Headers / A000056 – плата мікроконтролера (з нерозпаяними роз'ємами), заснована на процесорі Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. Це перша плата Arduino, яка базується на 32-бітному мікроконтролері ARM. Він має 54 цифрові входи/виходи (з яких 12 можуть використовуватися як виходи ШІМ), 12 аналогових входів, 4 UART (апаратні послідовні порти), тактову частоту 84 МГц, з'єднання з підтримкою USB OTG, 2 ЦАП (цифро-аналоговий), 2 TWI, роз'єм живлення, роз'єм SPI, роз'єм JTAG, кнопка скидання та кнопка стирання.

Увага: на відміну від більшості плат Arduino, плата Arduino Due працює при напрузі 3,3 В. Максимальна напруга, яка може витримати контакти вводу/виводу, становить 3,3 В. Подача напруги вище 3,3 В на будь-який контакт вводу-виводу може зашкодити плату.

На платі є все необхідне підтримки мікроконтролера; просто підключіть його до комп'ютера за допомогою кабелю micro-USB або увімкніть адаптер змінного струму в постійний або акумулятор, щоб почати. Due сумісний з усіма платами розширення Arduino, які працюють від 3,3 В та сумісні з розпинуванням Arduino 1.0:

• TWI: контакти SDA та SCL, розташовані поруч із контактом AREF.
• IOREF: дозволяє підключеній платі розширення з правильною конфігурацією адаптуватися до напруги, що забезпечується платою Arduino Due, що забезпечує її сумісність з платами розширення, такими як плати на базі Due і AVR, які працюють від 5 В.
• Непідключений контакт, зарезервований для використання у майбутньому.

Технічні характеристики:

• МІКРОКОНТРОЛЕР: AT91SAM3X8E
• РОБОЧА НАПРУГА: 3,3 В
• ВХІДНА НАПРУГА (РЕКОМЕНДУЄМО): 7-12 В
• ВХІДНА НАПРУГА (МЕЖЕВІ ЗНАЧЕННЯ): 6-16В
• ЦИФРОВІ КОНТАКТИ ВВЕДЕННЯ-ВИВЕДЕННЯ: 54 (з яких 12 забезпечують вихід PWM)
• АНАЛОГОВІ ВХОДИ: 12
• АНАЛОГОВІ ВИХОДИ: 2 (ЦАП)
• ЗАГАЛЬНИЙ ВИХІДНИЙ ПОСТІЙНИЙ СТРУМ НА ВСІХ ЛІНІЯХ ВВЕДЕННЯ/ВИВЕДЕННЯ: 130 мА
• ПОСТІЙНИЙ СТРУМ НА КОНТАКТ 3,3 В: 800 мА
• ПОСТІЙНИЙ СТРУМ ДЛЯ 5В PIN: 800 мА
• ФЛЕШ-ПАМ'ЯТЬ: 512 КБ все доступно для додатків користувача
• SRAM: 96 КБ (дві банки: 64 КБ та 32 КБ)
• ТАКТОВА ЧАСТОТА: 84 МГц
• ДОВЖИНА: 101,52 мм
• ШИРИНА: 53,3 мм
• ВАГА: 36 г

Розпинування плати:

Живлення

Arduino Due може живитися через роз'єм USB або зовнішнього джерела живлення, при цьому джерело живлення вибирається автоматично.

Зовнішнє (не USB) живлення може надходити або від адаптера або від акумулятора. Адаптер можна підключити, вставивши штекер 2,1 мм із центральним позитивним контактом у роз'єм живлення на платі. Виводи від акумулятора можна вставити в контактні гнізда Gnd і Vin роз'єму POWER.

Плата може працювати від зовнішнього джерела живлення від 6 до 20 вольт. Однак при подачі менше 7 на контакт 5 може подаватися менше п'яти вольт, і плата може працювати нестабільно. При використанні більше 12 В регулятор напруги може перегрітися та пошкодити плату. Рекомендований діапазон від 7 до 12 вольт.

Піни живлення:

• Vin. Вхідна напруга плати Arduino під час використання зовнішнього джерела живлення (на відміну від 5 вольт від USB-підключення або іншого регульованого джерела живлення). Ви можете подавати напругу через цей контакт або, якщо подаєте напругу через роз'єм живлення, отримати доступ до нього через цей контакт.
• 5V. Цей контакт виводить регульовану напругу 5V від регулятора на платі. Плата може живитися від роз'єму живлення постійного струму (7-12 В), роз'єм USB (5 В) або контакту VIN плати (7-12 В). Подача напруги через контакти 5 або 3,3 В обходить регулятор і може пошкодити вашу плату. Ми не радимо.
• 3V3. Живлення 3,3 В, що генерується бортовим регулятором. Максимальний струм споживає 800 мА. Цей регулятор також забезпечує живлення мікроконтролера SAM3X.
• GND. Заземлення. Заземлювальні штифти.
• IOREF. Цей контакт на платі Arduino забезпечує опорну напругу, з якою працює мікроконтролер. Правильно налаштований екран може зчитувати напругу на виведенні IOREF і вибирати відповідне джерело живлення або включати перетворювачі напруги на виходах для роботи з 5 або 3,3 В.

Памя'ть

SAM3X має 512 КБ (2 блоки по 256 КБ) флеш-пам'яті для зберігання коду. Завантажувач попередньо записаний на заводі Atmel та зберігається у спеціальній пам'яті ПЗУ. Доступна SRAM становить 96 КБ у двох суміжних банках по 64 КБ та 32 КБ. До всієї доступної пам'яті (Flash, RAM та ROM) можна отримати прямий доступ як до плоского адресного простору.

Ви можете стерти флеш-пам'ять SAM3X за допомогою вбудованої кнопки стирання. Це видалити поточний завантажений скетч з MCU. Щоб стерти, натисніть та утримуйте кнопку Erase протягом кількох секунд, коли плата увімкнена.

Введення та виведення

Цифрове введення/виведення: контакти з 0 по 53.

Кожен із 54 цифрових контактів на Due можна використовувати як вхід або вихід за допомогою функцій pinMode(), digitalWrite() та digitalRead(). Вони працюють від 3,3 вольта. Кожен контакт може забезпечити (джерело) струм 3 мА або 15 мА, залежно від виведення, або отримати (приймач) струм 6 мА або 9 мА, залежно від виведення. Вони також мають внутрішній підтягуючий резистор (за замовчуванням відключено) на 100 кОм. Крім того, деякі контакти мають спеціальні функції:

Послідовний 0: (RX) та 1 (TX)

Послідовний 1: 19 (RX) та 18 (TX)

Послідовний 2: 17 (RX) та 16 (TX)

Послідовний 3: 15 (RX) та 14 (TX) Використовується для прийому (RX) та передачі (TX) послідовних даних TTL (з рівнем 3,3). Контакти 0 та 1 підключені до відповідних контактів мікросхеми ATmega16U2 USB-to-TTL Serial.

ШІМ: контакти 2-13 забезпечують 8-бітовий вихід ШІМ за допомогою функції AnalogWrite(). Дозвіл ШІМ можна змінити за допомогою функції AnalogWriteResolution().

SPI: Роз'єм SPI (ICSP на інших платах Arduino). Ці контакти підтримують зв'язок SPI, використовуючи бібліотеку SPI. Штир SPI виведено на центральний 6-контактний роз'єм, який фізично сумісний з Uno, Leonardo і Mega2560. Роз'єм SPI можна використовувати тільки для зв'язку з іншими пристроями SPI, а не для програмування SAM3X методом послідовного програмування. SPI Due також має розширені функції, які можна використовувати з методами розширеного SPI Due.

CAN: CANRX та CANTX. Ці контакти підтримують протокол CAN зв'язку, але ще не підтримуються API-інтерфейсами Arduino.

Світлодіод «L»: 13. До цифрового контакту 13 підключено вбудований світлодіод. Коли контакт HIGH, світлодіод горить, коли контакт LOW він вимкнений. Також можна зменшити яскравість світлодіода, тому що цифровий контакт 13 також є виходом PWM.

TWI 1:20 (ПДР) та 21 (ССЛ)

TWI 2: SDA1 та SCL1. Підтримка зв'язку TWI за допомогою бібліотеки Wire. SDA1 та SCL1 можна контролювати за допомогою класу Wire1, який надається бібліотекою Wire. У той час як SDA та SCL мають внутрішні підтягуючі резистори, SDA1 та SCL1 їх не мають. Для використання Wire1 необхідно додати два підтягуючі резистори на лінії SDA1 і SCL1.

Аналогові входи: (контакти від A0 до A11). Due має 12 аналогових входів, кожен з яких може забезпечувати 12-бітове дозвіл (тобто 4096 різних значень). За замовчуванням роздільна здатність показань на 10 біт для сумісності з іншими платами Arduino. Можна змінити роздільну здатність АЦП за допомогою функції AnalogReadResolution(). На контактах аналогових входів Due вимірюється напруга від землі до максимального значення 3,3 В. Подача напруги більше 3,3 на контакти Due призведе до пошкодження мікросхеми SAM3X. Функція AnalogReference() ігнорується у Due.

Вивод AREF підключено до аналогового еталонного виводу SAM3X через резисторний міст. Щоб використати висновок AREF, резистор BR1 необхідно відпаяти від плати.

Зв'язок

Arduino Due має ряд засобів для зв'язку з комп'ютером, іншим Arduino або іншими мікроконтролерами та різними пристроями, такими як телефони, планшети, камери тощо. SAM3X надає один апаратний UART і три апаратні USART для послідовного зв'язку TTL (3,3 В).

Порт програмування підключений до ATmega16U2, який надає віртуальний COM-порт для програмного забезпечення на підключеному комп'ютері (для розпізнавання пристрою машин Windows потрібно файл .inf, але машини OSX і Linux автоматично розпізнають плату як COM-порт). ). 16U2 також підключено до апаратного UART SAM3X. Послідовний порт на контактах RX0 та TX0 забезпечує зв'язок Serial-to-USB для програмування плати через мікроконтролер ATmega16U2. Програмне забезпечення Arduino включає послідовний монітор, який дозволяє відправляти прості текстові дані на плату і з плати. Світлодіоди RX і TX на платі будуть блимати під час передачі даних через мікросхему ATmega16U2 та USB-підключення до комп'ютера (але не при послідовному зв'язку на контактах 0 та 1).

Власний порт USB підключено до SAM3X. Це дозволяє здійснювати послідовний (CDC) зв'язок через USB. Це забезпечує послідовне з'єднання з Serial Monitor або іншими програмами на комп'ютері. Це також дозволяє Due емулювати USB-мишу або клавіатуру на підключеному комп'ютері.

Власний USB-порт також може виступати як USB-хост для підключених периферійних пристроїв, таких як миші, клавіатури та смартфони.

SAM3X також підтримує зв'язок TWI та SPI. Програмне забезпечення Arduino включає бібліотеку Wire для спрощення використання TWI шини. Для зв'язку SPI використовуйте бібліотеку SPI.

Програмування

Due можна запрограмувати за допомогою Arduino (IDE).

Завантаження скетчів у SAM3X відрізняється від мікроконтролерів AVR, встановлених в інших платах Arduino, оскільки перед перепрограмування флеш-пам'ять необхідно стерти. Завантаження в чіп керується ПЗП на SAM3X, яке запускається лише тоді, коли флеш-пам'ять чіпа порожня.

Будь-який USB-порт можна використовувати для програмування плати, хоча рекомендується використовувати саме порт для програмування через спосіб обробки стирання чіпа:

• Порт програмування: щоб використовувати цей порт, виберіть "Arduino Due (ProgrammingPort)" як свою плату в Arduino IDE. Підключіть порт програмування Due (найближчий до гнізда постійного струму) до комп'ютера. Порт програмування використовує 16U2 як чіп USB-to-serial, підключеного до першого UART SAM3X (RX0 та TX0). 16U2 має два контакти, підключені до контактів Reset та Erase SAM3X. Відкриття та закриття порту програмування, підключеного зі швидкістю 1200 біт/с, запускає процедуру "жорсткого стирання" мікросхеми SAM3X, активуючи контакти стирання та скидання на SAM3X перед обміном даними з UART. Це рекомендований порт для програмування Due. Це надійніше, ніж «м'яке стирання», яке відбувається на власному порту, і воно має працювати, навіть якщо основний MCU вийшов з ладу.
• Власний порт: щоб використовувати цей порт, виберіть "Arduino Due (NativeUSBPort)" як плату в Arduino IDE. Власний порт USB підключено безпосередньо до SAM3X. Підключіть власний порт USB Due (найближчий до кнопки скидання) до комп'ютера. Відкриття та закриття власного порту на швидкості 1200 біт/с запускає процедуру «м'якого стирання»: флеш-пам'ять стирається, а плата перезавантажується із завантажувачем. Якщо MCU з якоїсь причини вийшов з ладу, ймовірно, що процедура м'якого стирання не буде працювати, оскільки ця процедура повністю виконується програмно на SAM3X. Відкриття та закриття власного порту з іншою швидкістю передачі даних не призведе до скидання SAM3X.

На відміну від інших плат Arduino, які використовують avrdude для завантаження, Due покладається на bossac. Вихідний код прошивки ATmega16U2 доступний у репозиторії Arduino. Ви можете використовувати роз'єм ISP із зовнішнім програматором (перезаписуючи завантажувач DFU). Дивіться цей підручник користувача для отримання додаткової інформації.

USB-захист від перевантаження струмом

Arduino Due має запобіжник, що скидається, який захищає USB-порти комп'ютера від короткого замикання і перевантаження по струму. Хоча більшість комп'ютерів забезпечують власний внутрішній захист, запобіжник забезпечує додатковий рівень захисту. Якщо на USB-порт подається більше 500 мА, запобіжник автоматично розірве з'єднання, доки коротке замикання або перевантаження не будуть усунені.

Особливості плати Arduino Due та сумісність із платами розширення

• Максимальна довжина і ширина друкованої плати Arduino Due становлять 101,52 мм і 53,3 мм відповідно, при цьому роз'єм USB і роз'єм живлення виходять за межі колишнього розміру.
• Три отвори для гвинтів дозволяють прикріпити плату до поверхні або корпусу.
• Зверніть увагу, що відстань між цифровими контактами 7 і 8 становить 160 міл (0,16 дюйма), що навіть не кратно 100 міл відстані між іншими контактами.
• Arduino Due сумісний з більшістю плат, розроблених для Uno, Diecimila або Duemilanove. Цифрові контакти з 0 по 13 (і сусідні контакти AREF та GND), аналогові входи з 0 по 5, роз'єм живлення та роз'єм «ICSP» (SPI) знаходяться в однакових місцях. Далі основний UART (послідовний порт) розташований на пінах (0 і 1). Зверніть увагу, що I2C не розташований на тих же контактах на Due (20 та 21), що і на Duemilanove/Diecimila (аналогові входи 4 та 5).