arduino нано платки. Блог › Опит от изучаване на Arduino. Друг пост. хардуер

В средата на 2013 г. закупих дъска Ардуино Нановерсия 3.0. Ясно е, че платката е изградена на платформа, подобна на пълноправен arduino uno, но има някои нюанси. Нека се опитаме да ги разберем в тази статия.

Платформа Arduino Nano 3.0изграден на базата на микроконтролера ATmega328, има малък размер и може да се използва в различни проекти. Nano е разработен и пуснат на пазара от Gravitech. По-долу са спецификациите:

Микроконтролер - ATmega328
Работно напрежение - 5 V
Входно напрежение (препоръчително) - 7-12 V
Входно напрежение (лимит) - 6-20 V
Цифрови I/O - 14 (6 от тях могат да се използват като PWM изходи)
Аналогови входове - 8 бр
DC ток през вход/изход - 40 mA
Флаш памет - 32 KB (с 2 KB използвани за буутлоудъра)
RAM - 2 Kb
EEPROM - 1 Kb
Тактова честота - 16 MHz
Размери - 1,85см х 4,3см

Arduino Nano се захранва от Mini-B USB конектора, както и от нерегулирано 6-20V (пин 30) или регулирано 5V (пин 27) външно захранване. Автоматично се избира източникът с най-високо напрежение.

Всички 14 цифрови пина (с помощта на функциите pinMode(), digitalWrite() и digitalRead() могат да бъдат конфигурирани като вход или изход. Изходите работят при 5 V. Всеки изход има 20-50 kΩ издърпващ резистор (деактивиран по подразбиране) и може да носи до 40 mA.

Има няколко начина за комуникация с компютър или други устройства и микроконтролери. ATmega328 поддържа сериен интерфейс UART TTL (5V) чрез щифтове 0 (RX) и 1 (TX). Чипът FTDI FT232RL маршрутизира този интерфейс през USB и FTDI драйверипредоставят виртуален COMпорт към програмата arduino на компютъра. RX и TX светодиодите на платформата мигат при предаване на данни само през FTDI чипа или USB връзка.

Платформата е програмирана чрез Софтуер Arduino, чиято последна версия може да бъде изтеглена от официалния сайт.

Но преди това е необходимо устройството да бъде открито на вашия компютър. Тук изпаднах в беда. При свързване на Arduino чрез USB кабел към компютър, в системата (Windows 7) платформата беше дефинирана като UART устройство. В същото време драйверите не бяха инсталирани автоматично (драйверите могат да бъдат изтеглени от уебсайта на производителя на FTDI чип). Трябваше да го направя ръчно. За да направите това, изберете неидентифицирано устройство в диспечера на устройствата. В свойствата изберете елемента инсталиране или актуализиране на драйвера и след това изберете модела на USB сериен конвертор от списъка с вече инсталирани драйвери от производителя на FTDI. След инсталирането на драйвера се появи композитен usb устройство, и остава само да инсталирате драйвера на COM и LTP портовете. По абсолютно същия начин избрах драйвер от същия производител и след това моето Arduino стана достъпно за качване на скици.

За да проверите производителността, отворете приложението за Arduino. В раздела услуга (Инструменти), в менюто board (board) изберете Arduino Nano w / ATmega328. Сега копирайте тази скица във вашата програма и щракнете върху бутона за качване.

/* Мига SOS LED. Леко модифицирана стандартна LED мигаща скица. Симулира SOS сигнал с морзова азбука, повтаряйки последователно три къси мигания, три дълги и след това отново три къси. Повече подробности тук http://www.craft-tech.ru */ // Скицата се включва при подаване на захранване или при натискане на бутона за нулиране void setup() ( // работа с щифт 13. pinMode(13 , OUTPUT); ) // функцията за цикъл изпълнява скицата в кръг void loop() ( digitalWrite(13, HIGH); // прилага напрежение към 13-ия щифт на LED delay(100); // изчакайте 1 десета от втори digitalWrite(13, LOW); // изключете напрежението на 13 фута delay(100); digitalWrite(13, HIGH); delay(100); digitalWrite(13, LOW); delay(100); digitalWrite(13 , HIGH); delay(100); digitalWrite(13, LOW); delay (200); // изчакайте 2 десети от секундата digitalWrite(13, HIGH); // включете забавянето на напрежението (500); // изчакайте половин секунда digitalWrite(13, LOW); // изключване на напрежението delay(100); digitalWrite(13, HIGH); delay(500); digitalWrite(13, LOW); delay(100); digitalWrite(13, HIGH) ); delay(500); digitalWrite(13, LOW); delay(200); digitalWrite(13, HIGH ); // и отново кратки мигания delay(100); digitalWrite(13, LOW); delay(100); digitalWrite (13, ВИСОКО); забавяне (100); digitalWrite(13, LOW); забавяне (100); digitalWrite(13, HIGH); забавяне (100); digitalWrite(13, LOW); забавяне (6000); // изчакайте 6 секунди и всичко се повтаря отново)

След като скицата бъде компилирана и качена в Arduino, светодиодът на платката ще започне да мига, повтаряйки SOS сигнала на Морзовата азбука. Това ще означава, че настройката е била успешна.

Главна информация

Платформата Nano, изградена върху микроконтролера ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168 (Arduino Nano 2.x), е с малки размери и може да се използва в лабораторни условия. Той има подобна функционалност на Arduino Duemilanove, но се различава в сглобяването. Разликата е в липсата на захранващ конектор постоянен токи работят чрез Mini-B USB кабел. Nano е разработен и пуснат на пазара от Gravitech.

Принципни диаграми и изходни данни

Връзка

Има няколко устройства, инсталирани на платформата Arduino Nano за комуникация с компютър, други устройства Arduino или микроконтролери. ATmega168 и ATmega328 поддържат TTL (5V) UART сериен интерфейс чрез щифтове 0 (RX) и 1 (TX). FTDI FT232RL чипът на платката насочва този интерфейс през USB, а FTDI драйверите (включени в програмата Arduino) осигуряват виртуален COM порт към програмата на компютъра. Arduino Serial Monitor ви позволява да изпращате и получавате текстови данни, когато сте свързани към платформата. Светодиодите RX и TX на платформата ще мигат, когато данните се предават чрез FTDI чип или USB връзка (но не и когато се използва серийна комуникация на пинове 0 и 1).

С библиотеката SoftwareSerial е възможно да се създаде сериен трансфер на данни през всеки от цифровите щифтове на Nano.

ATmega168 и ATmega328 поддържат както I2C (TWI), така и SPI интерфейси. Arduino включва библиотеката Wire за лесно използване на I2C шината. Повече информация има в документацията. За да използвате интерфейса SPI, вижте спецификациите на микроконтролера ATmega168 и ATmega328.

Програмиране

Платформата се програмира с помощта на софтуера Arduino. От менюто Инструменти > Платка изберете „Arduino Diecimila, Duemilanove или Nano w/ ATmega168“ или „Arduino Duemilanove или Nano w/ ATmega328“ (според инсталирания микроконтролер). Подробна информация можете да намерите в ръководството и инструкциите.

Микроконтролерите ATmega168 и ATmega328 се доставят с предварително зареден буутлоудър, който улеснява писането на нови програми без използване на външни програмисти. Комуникацията се осъществява по оригиналния протокол STK500.

Възможно е да не използвате буутлоудъра и да програмирате микроконтролера през изходите на блока ICSP (вътрешносхемно програмиране). Подробна информация е в това ръководство.

Автоматично (софтуерно) рестартиране

Nano е проектиран по такъв начин, че преди да напише нов код, самата програма се рестартира, а не чрез натискане на бутон на платформата. Една от линиите за контрол на потока от данни (DTR) FT232RL е свързана към щифта за нулиране на микроконтролерите ATmega168 или ATmega328 чрез кондензатор 100nF. Активирането на тази линия, т.е. сигнализация ниско ниво, рестартира микроконтролера. Програмата Arduino, използвайки тази функция, качва кода с едно кликване на бутона Upload в самата програмна среда. Сигнализирането на ниско ниво на DTR линията е координирано с началото на писане на код, което намалява времето за изчакване на буутлоудъра.

Функцията има и друго приложение. Nano се рестартира всеки път, когато се свърже с Програма Ардуинона Mac X или Linux компютър (чрез USB). Следващата половин секунда след рестартирането буутлоудърът работи. По време на програмирането първите няколко байта от кода се забавят, за да се предотврати получаването на грешни данни от платформата (всичко освен кода на новата програма). Ако правите еднократно отстраняване на грешки на скица, написана на платформата, или въвеждате други данни при първото стартиране, трябва да се уверите, че програмата на компютъра изчаква секунда, преди да прехвърли данни.

е малка дъска, фокусирана върху работата с прототипни платки. Базиран е на чип ATmega328 (Arduino Nano 3.x)или ATmega168 (Arduino Nano 2.x)и изпълнява приблизително същите функции като Arduino Duemilanove, но направени в различен форм фактор. При Ардуино Наноняма жак за захранване и работи с тип кабел Mini-B USB. Тази дъска е проектирана и произведена от Гравитех.

Идеи за вдъхновение

За проекти, с които може да се направи Ардуино Нано, можете да прочетете в Arduino Project Hub - това е образователната платформа на официалния уебсайт Ардуино.

Документация

За Arduino Nano 3.0 (ATmega328):

За Arduino Nano 2.0 (ATmega168):

Забележка: Безплатната версия на Eagle може да работи с не повече от 2 слоя, докато тази версия на Nano има 4 слоя. Следователно, за да могат потребителите да отворят файла и да го използват в безплатната версия на Eagle, той е направен с несвързани подложки.

Спецификации

• микроконтролер– Atmel ATmega168 или ATmega328
• Работно напрежение- 5 волта
• Входно напрежение (препоръчително)- 7-12 волта
• Входно напрежение (лимит)- 6-20 волта
• Цифрови I/O контакти- 14 бр. (от които 6 могат да се използват за извеждане на ШИМ)
• Входни аналогови контакти- 8 бр.
• Максимален ток на I/O щифт- 40 милиампера
• Флаш памет– 16 KB (ATmega168) или 32 KB (ATmega328), от които 2 KB се използват от буутлоудъра
• SRAM– 1 KB (ATmega168) или 2 KB (ATmega328)
• EEPROM– 512 байта (ATmega168) или 1 KB (ATmega328)
• Тактова честота- 16 MHz
• Дължина – 45 мм.

  4.5e-4 километра
  0,45 метра
  4,5 сантиметра

• ширина – 18 мм.

  1.8e-4 километра
  0,18 метра
  1,8 сантиметър

• Теглото– 5 грама

Храна

Arduino Nano платкаможе да се захранва от тип връзка Mini-B USB, включено нерегламентирано външно захранване 6-20 волта (30-ти щифт)или от включено регулирано външно захранване 5 волта (27-ми извод). Източникът с най-високо напрежение се избира като източник на захранване; изборът е автоматичен.

памет

Чип ATmega168оборудвани 16 KB флаш-памет за съхраняване на код (от които 2 Kbизползвани от буутлоудъра) и чипа ATmega328 - 32 Kb(от които същите 2 Kbизползвани от буутлоудъра). Освен това и двата чипа са оборудвани с тип памет SRAM (ATmega168То има 1 Kb, а ATmega328 – 2 Kb) и памет от тип EEPROM (ATmega168То има 512 байта, а ATmega328 – 1 Kb). Писане и четене от EEPROMизвършено с помощта на EEPROM библиотеката.

Входни и изходни контакти

Всеки от 14 нано цифрови пинаможе да се използва като входен и изходен щифт с помощта на функциите pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Те работят за 5 волта. Всеки контакт може да получава/дава не повече от 40 милиампера, а също така има включен вграден издърпващ резистор (деактивиран по подразбиране). 20-50 kOhm. Освен това някои контакти имат специални функции:

• Серийна комуникация: 0-ти (RX)и 1-ви (TX)Контакти. Свикнал да получавам RX) и предаване ( TX) последователни ( TTL) данни. Тези щифтове са свързани със съответните щифтове на чипа. FTDI FT232RL, който преобразува USB- данни в TTL-данни.
• Външни прекъсвания: 2-рои 3-тоКонтакти. Тези щифтове могат да бъдат конфигурирани да задействат прекъсвания при превключване на LOW, при спадащ/нарастващ фронт или при промяна на стойността. Прочетете повече в статията за функцията attachInterrupt().
• ШИМ: 3-то, 5-ти, 6-ти, 9-ти, 10-тии 11-тиКонтакти. Издаване на поддръжка 8-битова ШИМизползвайки функцията analogWrite().
• SPI интерфейс: 10-ти (SS), 11-ти (MOSI), 12-ти (MISO)и 13-ти (SCK)Контакти. Тези контакти поддържат тип комуникация SPI SPI библиотеки.
• Вграден светодиод: 13-ти цифров контакт.Ако приложите ВИСОКА стойност към този щифт, светодиодът ще светне, а ако НИСКА, тогава ще се изключи.

Плащане Ардуино НаноТо има 8 аналогови входни пинаи всички подкрепят 10 битова резолюция(т.е. може да работи с 1024 различни стойности). По подразбиране обхватът на напрежението в тях е земя до 5 волта, обаче, горната граница на този диапазон може да бъде увеличена с помощта на функцията analogReference(). Аналогови контакти 7 и 8 не могат да се използват като цифрови контакти.

• I2C интерфейс: Контакти A4 (SDA)и A5 (SCL). Тип поддръжка на комуникация I2C (TWI), който се реализира с помощта на библиотеката Wire.

Също така на Наноима още няколко специални контакта:

• AREF– референтно напрежение за аналогови входни контакти. Използва се във връзка с функцията analogReference().
• нулиране- ако приложите LOW към този щифт, това ще нулира микроконтролера. Обикновено се използва за добавяне към "щит"бутон за нулиране, защото връзка "щит"блокира бутона за нулиране на самата платка.

Комуникация

Плащане Ардуино Наноима няколко средства за комуникация с компютър, както и с други Arduino и микроконтролери. чипс ATmega168и ATmega328осигуряват последователни UART TTL (5V)налична комуникация на 0-ома (RX)и 1-ви (TX)цифрови контакти. Има и чип на платката FTDI FT232RL, който пренасочва тази серийна комуникация към USB, и благодарение на FTDI драйвери (налични в Arduino IDE ) операционна системакомпютърът вижда дъската като виртуална COM-порт. също в Arduino IDEвграден монитор на порта, който ви позволява да изпращате прости текстови данни - както към, така и от платката. Освен това на Наноима светодиоди RXи TX, които светят, когато данните се предават през чипа FTDIи USB- връзка с компютър (но не през сериен порт на 0-тии 1-воКонтакти).

Всички цифрови контакти Наноподдържа серийна комуникация, която се реализира с помощта на библиотеката SoftwareSerial.

В допълнение, чипс ATmega168и ATmega328поддръжка тип комуникация I2C (TWI)и SPI. За да се опрости работата с автобуса I2Cв Arduino IDEбиблиотеката Wire е вградена и за SPI- SPI библиотека.

Програмиране

чипс ATmega168и ATmega328на Ардуино Наноидват с предварително написан буутлоудър, който ви позволява да качвате нов код на платката, без да използвате външен хардуерен програмист.

Товарачът комуникира чрез протокол STK500(описание , ).

Автоматично (софтуерно) нулиране

Arduino Nano платкае проектиран по такъв начин, че не е необходимо да натискате бутона за нулиране, преди да качите нова скица - това може да направи НАна компютъра, към който е свързана вашата платка.

Една от линиите за контрол на потока от данни на чипа FT232RL(а именно линията DTR) свързан с нулиране-линии на чипа ATmega168(или ATmega328) през 100 нанофарад кондензатор.Ако LOW се приложи към този ред, стойността на реда нулиранепуснете достатъчно, за да нулирате чипа. Тази функция може да се използва за качване на нов код, като просто щракнете върху Arduino IDEбутон за изтегляне. Това означава, че товарачът може да има по-кратък таймаут, тъй като е подал НИСКА стойност към линията DTRможе да се координира с началото на качването на скицата.

Това се отразява на работата на дъската по други начини. Ако Наносвързан към компютър linuxили MacOS X, ще се нулира всеки път, когато отворите USB- връзки между платката и НАна компютъра. За следващата половин секунда (или така) за Нанобуутлоудърът ще стартира. Въпреки че е програмиран да игнорира лоши данни (т.е. всичко, което не е свързано с изтегляне на код), той все пак ще прихване първите няколко байта, изпратени до платката, след като връзката бъде отворена. По този начин, ако скицата получи първоначални настройки или други важни данни при стартиране на платката, уверете се, че НА, с който комуникира скицата, изчаква около секунда след отваряне на връзката и преди да изпрати тези данни.

Платформата Nano, изградена върху микроконтролера ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168 (Arduino Nano 2.x), е с малки размери и може да се използва в лабораторни условия.

Arduino Nano платка

Arduino Nano може да се захранва чрез USB Mini-B връзка или от нерегулирано 6-20V (щифт 30) или регулирано 5V (щифт 27) външно захранване. Автоматично се избира източникът с най-високо напрежение.

Спецификации на Arduino Nano Board

Главна информация

Arduino Nano е напълно функционално миниатюрно устройство, базирано на ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168 (Arduino Nano 2.x) микроконтролер, адаптиран за използване с breadboards. По функционалност устройството е подобно на Arduino Duemilanove, но се различава от него по размер, липса на захранващ конектор и различен тип (Mini-B) USB кабел. Arduino Nano е разработен и произведен от Gravitech.

Схема и оригинален проект

В допълнение към тези, изброени на дъската, има още няколко заключения:

• AREF.Референтно напрежение за аналогови входове. Може да се използва с функцията.
• нулиране.Образуването на ниско ниво (LOW) на този щифт ще нулира микроконтролера. Обикновено този щифт се използва за работа с бутона за нулиране на разширителни платки.

Връзка

Arduino Nano предоставя редица опции за комуникация с компютър, друг Arduino или други микроконтролери. ATmega168 и ATmega328 имат UART трансивър, който позволява серийна комуникация чрез цифрови пинове 0 (RX) и 1 (TX). Чипът FTDI FT232RL осигурява комуникация между трансивъра и USB порта на компютъра и когато е свързан към компютър, позволява Arduino да бъде дефиниран като виртуален COM порт(FTDI драйверите са включени в софтуерния пакет Arduino). Софтуерният пакет Arduino също включва специална програма, което ви позволява да четете и изпращате прости текстови данни към Arduino. Когато прехвърляте данни към компютър чрез USB, светодиодите RX и TX на платката ще мигат. (Серийната комуникация чрез пинове 0 и 1 не свети тези светодиоди.)

Автоматично (софтуерно) нулиране

За да се избегне необходимостта от натискане на бутона за нулиране всеки път преди изтегляне на програма, Arduino Nano е проектиран по такъв начин, че да може да се нулира програмно от свързан компютър. Един от щифтовете за контрол на потока данни (DTR) на FT232RL е свързан към щифта RESET на ATmega168 или ATmega328 чрез 100nF кондензатор. Когато DTR линията стане нула, щифтът RESET също става нисък за период, достатъчно дълъг, за да нулира микроконтролера. Тази функция се използва, за да можете да флашнете микроконтролера само с едно щракване в средата за програмиране на Arduino. Тази архитектура ви позволява да намалите времето за изчакване на буутлоудъра, тъй като процесът на мигане винаги е синхронизиран със затихването на сигнала на DTR линията. Тази архитектура ви позволява да намалите времето за изчакване на буутлоудъра, тъй като процесът на мигане винаги е синхронизиран със затихването на сигнала на DTR линията.

Тази система обаче може да доведе до други последствия. При свързване на Arduino Nano за компютри, работещи с Mac OS X или Linux, неговият микроконтролер ще се нулира всеки път, когато софтуерът се свърже с платката. След нулиране Arduino Nano активира буутлоудъра за около половин секунда. Въпреки че буутлоудърът е програмиран да игнорира външни данни (т.е. всички данни, които не са свързани с процеса на флашване на нова програма), той може да прихване първите няколко байта данни от пакета, изпратен до платката веднага след установяване на връзката . Съответно, ако програмата, работеща на Arduino, предвижда получаване на настройки или други данни от компютъра при първото стартиране, уверете се, че софтуер, с който Arduino взаимодейства, изпраща секунда след установяване на връзката.

Основните версии на платките Arduino са представени от следните модели:

Главна информация

Платформата Nano, изградена върху микроконтролера ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168 (Arduino Nano 2.x), е с малки размери и може да се използва в лабораторна работа. Той има подобна функционалност на Arduino Duemilanove, но се различава в сглобяването. Разликата е в липсата на конектор за DC захранване и работа чрез Mini-B USB кабел. Nano е разработен и пуснат на пазара от Gravitech.

Принципни диаграми и изходни данни

Връзка

Има няколко устройства, инсталирани на платформата Arduino Nano за комуникация с компютър, други устройства Arduino или микроконтролери. ATmega168 и ATmega328 поддържат TTL (5V) UART сериен интерфейс чрез щифтове 0 (RX) и 1 (TX). FTDI FT232RL чипът на платката насочва този интерфейс през USB, а FTDI драйверите (включени в програмата Arduino) осигуряват виртуален COM порт към програмата на компютъра. Arduino Serial Monitor ви позволява да изпращате и получавате текстови данни, когато сте свързани към платформата. Светодиодите RX и TX на платформата ще мигат, когато данните се предават чрез FTDI чип или USB връзка (но не и когато се използва серийна комуникация на пинове 0 и 1).

С библиотеката SoftwareSerial е възможно да се създаде сериен трансфер на данни през всеки от цифровите щифтове на Nano.

ATmega168 и ATmega328 поддържат както I2C (TWI), така и SPI интерфейси. Arduino включва библиотеката Wire за лесно използване на I2C шината. Повече информация има в документацията. За да използвате интерфейса SPI, вижте спецификациите на микроконтролера ATmega168 и ATmega328.

Програмиране

Платформата се програмира с помощта на софтуера Arduino. От менюто Инструменти > Платка изберете „Arduino Diecimila, Duemilanove или Nano w/ ATmega168“ или „Arduino Duemilanove или Nano w/ ATmega328“ (според инсталирания микроконтролер). Подробна информация можете да намерите в ръководството и инструкциите.

Микроконтролерите ATmega168 и ATmega328 се доставят с предварително зареден буутлоудър, който улеснява писането на нови програми без използване на външни програмисти. Комуникацията се осъществява по оригиналния протокол STK500.

Възможно е да не използвате буутлоудъра и да програмирате микроконтролера през изходите на блока ICSP (вътрешносхемно програмиране). Подробна информация е в това ръководство.

Автоматично (софтуерно) рестартиране

Nano е проектиран по такъв начин, че преди да напише нов код, самата програма се рестартира, а не чрез натискане на бутон на платформата. Една от линиите за управление на потока от данни FT232RL (DTR) е свързана към щифта за нулиране на микроконтролерите ATmega168 или ATmega328 чрез кондензатор 100nF. Активирането на тази линия, т.е. сигнал с ниско ниво, нулира микроконтролера. Програмата Arduino, използвайки тази функция, качва кода с едно натискане на бутона Upload в самата среда за програмиране. Сигнализирането на ниско ниво на DTR линията е координирано с началото на писане на код, което намалява времето за изчакване на буутлоудъра.

Функцията има и друго приложение. Nano се рестартира всеки път, когато е свързан към програмата Arduino на Mac X или Linux компютър (чрез USB). Следващата половин секунда след рестартирането буутлоудърът работи. По време на програмирането първите няколко байта от кода се забавят, за да се предотврати получаването на грешни данни от платформата (всичко с изключение на кода на новата програма). Ако правите еднократно отстраняване на грешки на скица, написана на платформата, или въвеждате други данни при първото стартиране, трябва да се уверите, че програмата на компютъра изчаква секунда, преди да прехвърли данни.

(Отвори файл Ардуино МЕГАСправка Design.brd в Eagle CAD, след това Файл -> Експортиране... -> Изображение)

Компоненти за самостоятелно сглобяване на платката Arduino Nano с възможни заместители / аналози

Препоръчваме за четене

Антена

Марко Поло - откривател на Азия

Антена

Марко Поло - откривател на Азия

Електротехник в апартамента

Картички за рожден ден

За авто

Как да отслабнете по време на бременност - основните нюанси

Антена

Освобождаване от отговорност през втория триместър

Основи на електротехниката

Какво трябва да знаете за салвията за бременна жена Възможно ли е бременните жени да приемат таблетки за смучене салвия