Вступление

DFRduino Mega2560 - широко известная в Arduino-сообществе и во всём мире микроконтроллераная плата Arduino Mega2560 от разработчика аппаратных платформ DFRobot. Имея небольшой размер и большие возможности, плата пользуется популярностью среди учеников и профессионалов-разработчиков, найдя применение в огромном количестве всевозможных проектов. DFRduino Mega2560 полностью совместима с оригинальной Arduino Mega2560 R3 и средой разработки Arduino Ide с открытым исходным кодом. На её основе уже сконструировано огромное количество разнообразных самодельных электронных устройств и самостоятельных интерактивных объектов, примеры которых, при желании, можно найти в сети Интернет.

Модификация Mega2560 разработана компанией DFRobot. Можно смело предположить, что проектирование платы основывалось на открытых источниках, предоставленных в свободный доступ создателями проекта Arduino.

Совместимость

Модуль DFRduino Mega2560 целиком и полностью совместим со всеми дополняющими платами, расширяющими возможности микроконтроллерной платы, и спроектированными для обычной Uno R3:

• Физический размер платы и компоновка её выводов идентичны. Отсутствуют лишь некоторые функциональные выводы микросхемы ATmega16U2.;
• Наличие на борту двух понижающе-стабилизирующих регуляторов постоянного напряжения никак не ограничивают пользователей в подключении дополнительных устройств с основным питанием 3.3 В и 5 В.;
• Все группы пользовательских выводов платы различаются цветом в соответствии со своим назначением:
  Красный - силовая секция питания/напряжения,
  Синий - аналоговые входы,
  Зелёный - цифровые входы/выходы.;

Поиск, подбор и коммутация необходимых в проекте дополнений, которых на сегодняшний день выпущено превеликое множество, не доставит вам хлопот.

Особенности

Mega 2560 - это модуль, основанный на микроконтроллере ATmega2560. Плата оснащена 72 цифровыми контактами ввода/вывода. Из них 15 могут использоваться как выходы ШИМ, 16 - как аналоговые входы. Функционал выводов: 4 линии интерфейса UART, 1 линия интерфейса TWI/IIC/I2C, 1 линия интерфейса SPI. В плату интегрированы: кварцевый резонатор на 16 МГц, разъём USB 2.0 тип "В", разъём питания внешнего источника, ICSP коннекторы и кнопка аппаратного перезапуска платы "RESET".

Модуль обладает всеми нововведениями, существующими у оригинальной Mega2560 Rev3. Рядом с контактом AREF добавлены дублирующие выводы SDA и SCL интерфейса TWI/IIC/I2C, обозначение которых нанесено на обратную сторону платы. Присутствует контакт IOREF, необходимый для плат-расширений. Кроме того, в модуле имеется два новых вывода рядом с круглым разъёмом подключения источников питания. Первый из них "IOREF", о котором мы расскажем чуть ниже, и неиспользуемый второй, зарезервированный для будущих целей.

В связующем звене, между USB-портом и центральным микроконтроллером, в ранних версиях Mega1280 был установлен ATmega8U2. Теперь его роль выполняет обновлённый ATmega16U2, благодаря которому увеличились скорость работы системы.




Обзор платы DFRduino Mega2560






Светодиодная индикация:

• "ON" - плата получает питание;;
• "RX","TX" - обмен информацией между основным МК ATmega2560 и связующим USB-TTL МК ATmega16U2;;
• "L" - пользовательский светодиод, привязанный к цифровому выводу 13.;

Принципиальная схема DFRduino Mega2560 v3.0




Интерфейсы передачи данных




• SPI (последовательный периферийный интерфейс): расположен в зоне "цифровых" выводов на пинах MISO(50), MOSI(51), SCK(52), SS(53) и на разъёме ICSP около микроконтроллера ATmega2560. При обмене данными между двумя устройствами главный из них управляем процессом. По линии SS определяется начало и конец сеанса передачи данных. MOSI - выход главного, MISO - вход главного. Обе линии подключаются ко второму устройству по схеме MOSI->MISO и MISO->MOSI. SCK используется для генерации главным устройством синхроимпульсов и называется шиной тактирования.

• TWI/IIC/I2C (двунаправленный последовательный интерфейс): расположен в разных частях платы. Всего их два, и каждый из них тоже задействует по две линии: последовательные данных - SDA(Serial Data) и шина тактирования SCL(Serial Clock). Выводы первого SDA(20) и SCL(21) располагаются в области "коммуникации". Напомним, что в UNO интерфейс IIC/I2C был реализован путём совмещения с аналоговыми входами А4 и А5.
Контакты второго - два крайних пина рядом с выводом AREF.

• UART (асинхронный последовательный интерфейс): расположен в линейке выводов "коммуникация". Всего их четыре, каждый из которых использует по две линии. Порты обозначены как RX0<-(0), TX0->(1), TX3(14), RX3(15), TX2(16), RX2(17), TX1(18) и RX1(19). Выводы RX (receive) предназначены для приема входящей информации, выводы TX (transfer) предназначены для передачи данных. Подключение других устройств к ним осуществляется по принципу RX->TX, TX->RX. Пины RX0<-(0) и TX0->(1) соединенны с соответствующими контактами USB-связующего микроконтроллера ATmega16U2.




ШИМ




8-битные выводы широтно-импульсной модуляции размещены в области платы с пометкой "PWM" (ШИМ) с цифрами от 2 до 13, а также в секции "цифровые" с номерами от 44 до 46, позволяющие управлять уровнем выходящего напряжения. Используется функция analogWrite().




AREF




Устанавливает опорное или эталонное напряжение для аналоговых входов. Контакт используется вместе с функцией analogReference(), пропорционально сравнивающей напряжений на выводе AREF с аналоговым входом и генерирующая результат в виде значений 0..1023. Например, опорное напряжение устанавливается 5 В, а на входе аналогового контакта подается 2,5 В. Результатом выполнения сравнения станет полученное значение 512.




IOREF




Контакт предназначен для передачи информации подключаемым к плате DFRduino Mega2560 расширениям или другим микроконтроллерам об используемом рабочем напряжении. Вывод совмещён с контактом 5V. Правильно настроенное расширение сможет получить информацию о текущем напряжение и выберет для себя соответствующий источник питания, или задействует преобразователи напряжения 5 В или 3,3 В.




ICSP




Разъём ICSP внутрисхемного программирования предоставляет возможность прямого программирования микроконтроллеров ATmega328P или ATmega16U2 при помощи внешних программаторов. В этом случае микропропрограмма, записанная внутри контроллера для загрузки кода приложения, не используется. Данные в контроллер передаются по протоколу STK500. Внутрисхемное программирование полезно тогда, когда требуется полный объём доступной флэш-памяти контроллера, или же использование USB-соединения при программировании нецелесообразно/неудобно.




RESET




Вывод "Reset" служит для управляемого аппаратного сброса микроконтроллера. Физическая кнопка "Reset" позволяет выполнить сброс вручную.




Цифровые выводы




Цифровые входы/выходы размещены в секциях "Analog IN", "PWM", "Communication" и "Digital" - двухрядной линейке контактов с обозначением номеров на плате от 22 до 53. Для работы с цифровыми входами/выходами применяются функции pinMode(), digitalWrite() и digitalRead().




Аналоговые выводы




Аналоговые входы с разрешением 10-бит (1024 различных значений) расположены в отдельном блоке контактов "Analog In" и имеют обозначения A0-A15.




Обозначение и назначение выводов DFRduino Mega 2560










Питание платы





DFRduino Mega2560 предоставляет возможность подключать питание тремя способами:

• Питание от USB-порта. Наиболее часто используемый способ при разработке проекта, его тестировании. Стоит помнить, что в законченном устройстве такой вариант может быть неудобен, если вы готовите подвижное изделие.

• Через внешний блок питания, подключаемый к круглому разъему. При подборе источника вам необходимо знать, что диаметр центрального "плюсового" контакта 2,1мм, диаметр внешнего "минусового" контакта - 5,5мм. Выходное напряжение должно быть в диапазоне 7-12В. Такой способ удобен в стационарных устройствах.

• Подключив питание к контактам входного напряжения Vin + GND. Данный вариант станет незаменимым для передвижных или переносных конструкций. В качестве источника могут выступать компактные аккумуляторы или обычные батарейки. Убедитесь, что подаваемое напряжение находится в диапазоне 7-12В.

При одновременном подключении нескольких источников питания, устройство автоматически определит и переключится на наибольшее напряжение.

Выводы стабилизированного напряжения 3.3В и 5В допускается использовать в роли источника питания для подключаемых дополнительных расширений.

При недостаточном питании Mega2560 способна самостоятельно перезапуститься, если совмещаются модули с высоким энергопотреблением: серво, моторы, большие экранные модули. Лучшим решением будет подключение таких модулей к внешним источникам напряжения. Простого USB-питания может оказаться не достаточно, особенно, когда сервопривод работает с нагрузкой.




Защита USB-порта




С целью защиты USB-порта от перегрузки, в энергосхеме ARDUINO MEGA 2560 предусмотрен самовосстанавливающийся предохранитель. Он сработает и разомкнёт цепь питания, если плата потребляет ток более 500мА. Цепь снова замкнётся в том случае, когда ток будет снижен до допустимого порогового значения.




Первое подключение




Если вы ранее не пользовались ARDUINO, прежде всего необходимо загрузить бесплатную интегрированную среду программирования Aeduino IDE с сайта разработчика и установить ее на ваш компьютер.

Ваше устройство - самодостаточное изделие, сразу готовое к работе. В ОС Linux плата распознается автоматически, для ОС Windows необходим inf-файл, который присутствует в оболочке программирования ARDUINO IDE. Ничего дополнительно устанавливать не нужно! Модуль DFRduino Mega2560 имеет все необходимые компоненты для подключения, просто соедините его USB-кабелем с компьютером.

Примечание! Предварительно убедитесь в исправности кабеля. В противном случае последствия при программировании могут быть непредсказуемы.

Произойдет автоматическая установка драйвера и создание виртуального COM-порта. На экране вы увидите сообщение



На плате загорится красный светодиод "ON", информирующий вас о подключенном питании.




Программирование




Mega2560, как и большинство плат семейства ARDUINO, допускает программирование следующими вариантами:

• С помощью уже установленной вами оболочки программирования ARDUINO IDE в паре с USB-подключением. Вшитый в микроконтроллер ATmega2560 загрузчик позволяет загружать код программы через USB-порт без необходимости использования внешних программаторов.
• Внешние программаторы, такие как USBASP, AVRISP STK500 или другие с поддержкой интерфейса SPI. С их помощью можно вносить изменения в код микроконтроллера без использования загрузочной микропрограммы (загрузчика). Для каждого из двух микроконтроллеров, основного ATmega 2560 и связующего ATmega16U2, реализованы самостоятельные 6-пиновые разъёмы ICSP.

Написанная в редакторе программа для ARDUINO называется "скетч". Перед тем, как вы начнете писать или загружать скетч в микроконтроллер, необходимо провести настройку редактора ARDUINO IDE и сообщить ему какое устройство вы используете:

• В меню Инструменты (Tools)/Плата (Boards) панели управления редактором выберите ваше устройство: Arduino/Genuino Mega or Mega 2560

• В меню Инструменты (Tools)/Процессор (Processor) следует указать ATmega2560 (Mega 2560)

• И последним шагом указываем созданный при подключении COM-порт. В ОС Windows порты могут быть COM2, COM3 и т.д. На ОС MAC наименование порта может выглядеть как /dev/tty.usbserial-A6006hSc. Выбираем Инструменты (Tools)/Порт (Port) и выделяем COM... (Arduino/Genuino Mega or Mega 2560)



Теперь все настроено для загрузки скетча в вашу DFRduino Uno. Попробуйте записать в память контроллера самый простой скетч, мигающий единственным программируемым светодиодом, этакий пример "Привет, мир!":

int ledPin = 13;            // Определяем цифровой контакт светодиода
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT);    // Устанавливаем для контакта режим вывода информации
}
void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // Включаем светодиод
delay(1000);                // Ждём 1 секунду
digitalWrite(ledPin, LOW);  // Выключаем светодиод
delay(1000);                // Ждём 1 секунду
}

После нажатия кнопки "Загрузить" на плате замигают светодиоды RX и TX, показывающие передачу данных, а на экране компьютера появиться сообщение "Загрузка завершена" (Done Uploading). Процесс записи завершён и контроллер переключился в режим выполнения загруженного кода.

Arduino IDE обладает большой библиотекой примеров для начинающих. Найти их можно в самом редакторе: "Файл -> Примеры".


------------------
СЕЕД13346:3160

Добавить отзыв
 Написание отзыва требует предварительной регистрации на сайте.
Вы можете купить Модуль DFRDUINO Mega 2560 R3 на ATmega 2560, порт на ATmega16U2 как за наличный расчёт, так и по безналичному расчёту ( т.н. безналу, перечислению). Для этого Вам надо либо оформить заказ на нашем сайте, указав в примечании реквизиты, либо прислать письмо с точным указанием кода CTTL13346 на Модуль DFRDUINO Mega 2560 R3 на ATmega 2560, порт на ATmega16U2, желаемого количества и реквизитов Вашей организации. Счета по безналичному расчёту выписываются на основании вашего письменного запроса и от суммы 500 рублей.
Доставка может производиться различными по Вашему выбору способами. Это и самовывоз, и курьерские службы по г. Москве, и транспортные компании по России. Также мы можем выслать этот товар Почтой России. Если размеры, вес товара Модуль DFRDUINO Mega 2560 R3 на ATmega 2560, порт на ATmega16U2 или соображения удароустойчивости находятся в разрешённых Почтой России пределах.