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Conheça o Arduino Mega 2560, a mais poderosa placa Arduino

Alessandro 1 de junho de 2013 Arduino, Teorias Nenhum Comentário
Conheça o Arduino Mega 2560, a mais poderosa placa Arduino


A mais poderosa placa Arduino

O Arduino mega 2560 é uma placa de microcontrolador baseado no ATmega2560 ( datasheet ). Possui 54 entradas / saidas digitais (dos quais 15 podem ser usados ​​como saídas PWM), 16 entradas analógicas, 4 UARTs (portas seriais de hardware), a 16 MHz cristal oscilador, uma conexão USB, um conector de alimentação, um cabeçalho ICSP, e um botão de reset. Ele contém tudo o necessário para suportar o microcontrolador, basta conectá-lo a um computador com um cabo USB ou ligá-lo com um adaptador AC para DC ou bateria para começar. O mega é compatível com a maioria dos shields projetados para o Arduino Duemilanove ou Diecimila.

 O Mega 2560 é uma atualização para o Arduino mega , que substitui.

 O Mega 2560 difere de todas as placas precedentes na medida em que não utiliza o chip controlador FTDI para serial. Em vez disso, ele apresenta o ATmega16U2

( ATmega8U2 na placa de revisão 1 e revisão 2) programado como um conversor USB-to-serial.

A Revisão 2 da placa Mega2560 tem um resistor puxando a linha HWB 8U2 para a terra, tornando-a mais fácil de colocar em modo DFU . A Revisão 3  da placa tem as seguintes novidades:

  • Pinagem 1,0: adicionou os pinos SDA e SCL que estão perto do pino AREF e outros dois novos pinos colocados perto do pino de RESET o IOREF permitir que as proteções para se adaptar à voltagem fornecida a partir da placa. No futuro, os shields serão compatíveis tanto com a placa que usa o AVR, que operam com 5V e com o Arduino que operam com 3.3V. O segundo é um pino não conectado, que está reservada para efeitos futuros.
  • Circuito de reset mais forte.
  • Atmega 16U2 substituir o 8U2.

Os PCB’s

                        Arduino Mega 2560 R3 Front                                 Arduino Mega2560 R3 Back

                                 

                           

                     Arduino Mega 2560 Front                                        Arduino Mega 2560 Back

   

Esquemática, Reference Design & Pin Mapping

Arquivos EAGLE: arduino-mega2560_R3-reference-design.zip

Esquema: arduino-mega2560_R3-schematic.pdf

Pin Mapping: PinMap2560 página

 

Especificações

Microcontrolador ATmega2560
Tensão de funcionamento 5V
Tensão de entrada (recomendado) 7-12V
Tensão de entrada (limites) 6-20V
Pinos digiitais de I/O 54 (dos quais 15 oferecem saída PWM)
Pinos de entrada analógica 16
Corrente DC por Pino de I/O 40 mA
Corrente DC para Pino de 3.3V 50 mA
Memória Flash 256 KB dos quais 8 KB usados ​​pelo bootloader
SRAM 8 KB
EEPROM 4 KB
Velocidade de clock 16 MHz

Alimentação

O Arduino Mega pode ser alimentado através da conexão USB ou com uma fonte de alimentação externa. A fonte de alimentação é selecionada automaticamente.

A energia externa (Não USB) pode vir com um adaptador AC/DC (de parede) ou bateria. O adaptador pode ser conectado, ligando o plug de centro-positivo em 2,1 milímetros ao conector de alimentação da placa.  Ligações de uma bateria podem ser inseridos nos pinos GND e Vin do conector de alimentação.

 A placa pode operar com uma fonte externa de 6 a 20 volts. Se for fornecido com menos de 7V, no entanto, o pino de 5V pode fornecer menos de cinco volts e a placa pode ser instável. Se usar mais do que 12V, o regulador de voltagem pode superaquecer e danificar a placa. A gama recomendada é de 7 a 12 volts.

 Os pinos de energia são os seguintes:

  • VIN - A tensão de entrada para a placa Arduino quando se está usando uma fonte de alimentação externa (ao contrário de 5 volts a partir da conexão USB ou outra fonte de alimentação regulada). Você pode fornecer tensão por este pino ou, se o fornecimento de tensão através da tomada de energia, acessá-lo através deste pino. 
  • 5V - Este pino gera 5Volts do regulador na placa. A placa pode ser alimentada com energia a partir da tomada DC (7 – 12V), o conector USB (5V), ou o pino VIN da placa (7-12V). Fornecimento de tensão através dos pinos 5V ou 3.3V ignora o regulador, e pode danificar sua placa. Nós não aconselhamos. 
  • 3V3 – Os 3,3 volts gerados pelo regulador de bordo. Corrente máxima é de 50 mA. 
  • GND. pinos terra (negativo). 
  • IOREF. Este pino na placa Arduino fornece a referência de tensão com que o microcontrolador opera. Um shiel configurado corretamente pode ler a tensão do pino IOREF e selecionar a fonte de alimentação adequada ou habilitar tradutores de tensão nas saídas para o trabalho com a 5V ou 3.3V.  

Memória

O ATmega2560 tem 256 KB de memória flash para armazenamento de código (dos quais 8 KB é usado para o bootloader), 8 KB de SRAM e 4 KB de EEPROM (que pode ser lido e escrito com a biblioteca EEPROM ).

Entrada e Saída

Cada um dos pinos 54 digitais nos mega pode ser usado como uma entrada ou uma saída, usando funções pinMode ( ) , digitalWrite ( ) , e digitalRead ( ). Eles operam a 5 volts. Cada pino pode fornecer ou receber um máximo de 40 mA e tem um resistor pull-up interno (desconectado por padrão) de 20-50 kOhms. Além disso, alguns dos pinos têm funções especializadas:

  • Serial: 0 (RX) e 1 (TX); série 1: 19 (RX) e de 18 (TX); série 2: 17 (RX) e 16 (TX); série 3, 15 (RX) e 14 (TX) . Usado para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL. Pinos 0 e 1 também são ligados aos pinos correspondentes do ATmega16U2 USB-TTL chip de série. 
  • Interrupções externas:. 2 (interrupção 0), 3 (interrupção 1), 18 (interrupção 5), 19 (interrupção 4), 20 (interrupção 3), e 21 (interrupção 2) Estes pinos podem ser configurados para disparar uma interrupção por um valor baixo, uma borda de subida ou queda, ou uma mudança de valor. Veja a função attachInterrupt ( ) para obter detalhes. 
  • PWM:. 2 a 13 e 44 a 46 Assegurar a saída PWM de 8 bits com a função analogWrite ( ). 
  • SPI.: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS) Estes pinos suportam comunicação SPI utilizando a biblioteca SPI . Os pinos SPI também são divididos no conector ICSP, que é fisicamente compatível com o Uno, Duemilanove e Diecimila. 
  • LED: 13. Há um built-in LED conectado ao pino digital 13. Quando o pino é de alto valor, o LED está ligado, quando o pino é LOW (baixo), ele está desligado. 
  • TWI:. 20 (SDA) e 21 (SCL) Suporte de comunicação TWI utilizando a biblioteca Wire . Note-se que estes pinos não estão no mesmo local que os pinos de TWI na Duemilanove ou Diecimila. 

O Mega2560 tem 16 entradas analógicas, cada uma das quais com 10 bits de resolução (i.e. 1024 valores diferentes). Por padrão, eles medem de terra para 5 volts, embora seja possível mudar o limite superior de sua faixa usando o pino AREF e a função analogReference ( ).

Há um par de outros pinos na placa:

  • AREF. Tensão de referência para as entradas analógicas. Usado com a funçõa analogReference ( ). 
  • Redefinir. Trazer esta linha baixa para resetar o microcontrolador. Tipicamente usado para adicionar um botão de reset para shields que bloqueiam o que está no quadro.

Comunicação

O Arduino Mega2560 tem uma série de facilidades para se comunicar com um computador, outro Arduino, ou outros microcontroladores. O ATmega2560 fornece quatro hardware UARTs para TTL (5V) de comunicação serial. Um ATmega16U2 ( ATmega 8U2 sobre as placas de revisão 1 e revisão 2) nos canais on-bord de uma dessas através de USB e fornece uma porta COM virtual para o software no computador (máquinas Windows vai precisar de um arquivo. inf, mas as máquinas OSX e Linux vontade reconhecer o conselho como uma porta COM automaticamente. O software Arduino inclui um monitor serial que permite que dados simples de texto sejam enviados para o conselho. Os LEDs RX e TX na placa piscam quando os dados são transmitidos através da ATmega8U2/ATmega16U2 conexão chip e USB para o computador (mas não para comunicação serial nos pinos 0 e 1). 

biblioteca SoftwareSerial permite comunicação serial em qualquer um dos pinos digitais do Mega2560. 

O ATmega2560 também suporta TWI e comunicação SPI. O software Arduino inclui uma biblioteca Wire para simplificar o uso do barramento TWI, ver a documentação para mais detalhes. Para a comunicação SPI, use a biblioteca SPI . 

Programação

O Arduino Mega pode ser programado com o software Arduino ( de download ). Para mais detalhes, consulte a referência etutoriais .

O ATmega2560 no Arduino mega preburned vem com um bootloader que permite o envio de novos códigos sem o uso de um programador de hardware externo. Ele se comunica com o protocolo original STK500 ( de referência , arquivos de linguagem C ).

Você também pode ignorar o bootloader e programar o microcontrolador através do conector ICSP (programação In-Circuit Serial), veja estas instruções para mais detalhes.

O ATmega16U2 (ou 8U2 nas placas rev1 e rev2) de código fonte do firmware está disponível no repositório do Arduino . OATmega16U2 / 8U2 é carregado com um bootloader DFU, que pode ser ativado por:

  • Em placas Rev1: conectar o jumper de solda na parte traseira da placa (perto do mapa da Itália) e, em seguida, reiniciar o 8U2.
  • Na Rev2 ou placas posteriores: existe um resistor que puxar a linha HWB 8U2/16U2 para a terra, tornando-a mais fácil de colocar em modo DFU. Você pode então usar software FLIP da Atmel (Windows) ou o programador DFU (Mac OS X e Linux) para carregar um novo firmware. Ou você pode usar o conector ISP com um programador externo (substituindo o bootloader DFU). Veja este tutorial para mais informações. 

Reset Automatico (Software)

Em vez de exigir um pressionamento físico do botão de reset antes de um upload, o Arduino Mega2560 foi concebido de uma forma que permite que ele seja reposto por software rodando em um computador conectado. Uma das linhas de controle de fluxo de hardware (DTR) do ATmega8U2 está ligado à linha de reposição da ATmega2560 através de um capacitor de 100nF. Quando esta linha é rebaixada, a linha de reset cai o tempo suficiente para repor o chip. O software Arduino usa esse recurso para permitir que você faça o upload de código, simplesmente pressionando o botão de upload no ambiente Arduino. Isto significa que o carregador de inicialização pode ter um período de tempo mais curto, tal como o abaixamento do DTR pode ser bem coordenado com o início do carregamento. 

Esta configuração tem outras implicações. Quando o Mega2560 está ligado a um computador rodando Mac OS X ou Linux, ele redefine a cada vez que uma conexão é feita com o software (via USB). Para o seguinte meio segundo ou mais, o bootloader está sendo executado no Mega2560. Enquanto ele é programado para ignorar dados mal formados (ou seja, nada além de um upload de novo código), ele interceptará os primeiros bytes de dados enviados para a placa depois que uma conexão é aberta. Se um programa rodando na placa recebe configuração de uma vez ou outros dados, quando se inicia pela primeira vez, certifique-se de que o software com o qual ele se comunica espera um segundo depois de abrir a conexão e antes de enviar esses dados. 

O Mega2560 contém um traço que pode ser cortada para desabilitar o auto-reset. As almofadas de cada lado do traço podem ser soldados junto para reativá-lo. Ele é rotulado “RESET-EN”. Você também pode ser capaz de desabilitar o auto-reset conectando um resistor de 110 ohm de 5V à linha de reset.

Proteção contra sobrecorrente USB

O Arduino Mega2560 tem um polifusível reajustável que protege as portas USB do seu computador de curtos e sobrecorrente. Embora a maioria dos computadores fornecem sua própria proteção interna, o fusível fornece uma camada extra de proteção. Se houver mais de 500 mA é aplicada à porta USB, o fusível rompe automaticamente a conexão até o curto ou a sobrecarga é retirada.

Características físicas e compatibilidade Escudo

O comprimento máximo e a largura do Mega2560 PCB são 4 e 2,1 polegadas, respectivamente, com o conector USB e conector de alimentação que se estende além do ex-dimensão. Três furos permitem que a placa deve ser ligado a uma superfície ou caso. Note-se que a distância entre os pinos digitais 7 e 8 é de 160 mil (0,16 “), e não um múltiplo dos 100 mil espaçamento dos outros pinos. 

O Mega2560 é projetado para ser compatível com a maioria dos shields projetados para o Uno, Diecimila ou Duemilanove. Pinos digitais 0 a 13 (e os AREF e GND pinos adjacentes), entradas analógicas de 0 a 5, o cabeçalho de energia e de cabeçalho ICSP estão todos em locais equivalentes. Além disso, a principal UART (porta serial) está localizado nos mesmos dos pinos (0 e 1), assim como interrupções externas 0 e 1 (pinos 2 e 3, respectivamente). SPI está disponível através do cabeçalho ICSP em ambos os Mega2560 e Duemilanove / Diecimila. favor, note que eu 2 C não está localizado nos mesmos pinos no mega (20 e 21) como o Duemilanove / Diecimila (entradas analógicas 4 e 5).

Fonte: arduino.cc

 


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