Содержание

STEMTera breadboard: инструкция, подключение, распиновка и документация

STEMTera — это слоёный пирог из макетной платы и платформы Arduino Uno.

Видеообзор

Подключение и настройка

STEMTera состоит из двух частей, каждая из которых управляется отдельным микроконтроллером.

  1. Первая построена на микроконтроллере ATmega328P и повторяет архитектуру Ардуино. Это означает полную совместимость с Arduino Shield’ами.
  2. Вторая базируется на микроконтроллере ATmega32U2, который служит для связи микроконтроллера ATmega328 с USB-портом компьютера.

В отличии от Arduino Uno, на STEMTera выведены пины микроконтроллера ATmega32U2, которыми можно управлять через Atmel Studio.

Рассмотрим более подробно оба варианта подключения.

Пример работы ATmega328

  1. Соедините STEMTera с компьютером по USB-кабелю. На плате должен загореться светодиод «ON».
  2. Соберите на новоиспечённой макетной плате первый эксперимент из набора Матрёшка — маячок.
  3. Для программирования платформы STEMTera в операционной системе Windows скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE. В диспетчере устройств платформа должна определиться как COM-порт с именем Arduino Uno.

После загрузки примера, светодиод на 13 пине и встроенный светодиод L, начнут мигать раз в секунду. Это значит всё получилось и можно смело переходить к экспериментам на Arduino.

Пример работы ATmega32u2

Микроконтроллер ATmega32U2 при стандартной прошивке обеспечивает связь микроконтроллера ATmega328P с USB-портом компьютера.

Но в отличии от Arduino Uno, на STEMTera выведены пины микроконтроллера ATmega32U2.

После перепрошивки STEMTera не будет определяться как виртуальный COM-порт в диспетчере устройств и микроконтроллер ATmega328 будет недоступен. Для восстановления доступа, прошейте ATme32U2 стандартной прошивкой.

Повторим эксперимент «маячок», но на этот раз мозгом устройства будет ATmega32U2.

  1. Соедините STEMtera с компьютером по USB-кабелю. На плате должен загореться светодиод «ON».
  2. Откройте «Диспетчер устройств» Windows и раскройте вкладку «Порты (COM и LPT)». Вы должны увидеть следующую картину:
  3. Запустите плату STEMtera в режиме программирования Atmega32U2. Для этого с помощью провода «папа-папа» замкните пин RST с землёй.По истечению 2-3 секунд снимите провод «папа-папа». Обратите внимание плата STEMtera определилась как устройство ATmega32U2:
  4. Повторите задание «маячок». Но светодиод вместо 13 пина, подключите к пину PD0.
  5. Для работы STEMtera с микроконтроллером ATmega32U2 в операционной системе Windows скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки микроконтроллеров семейства AVR — Atmel Studio.
  6. Прошейте платформу примером приведённым ниже:
    blink
    // подключаем необходимые библиотеки
#include <avr/io.h>
#define F_CPU 16000000
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
 
int main(void)
{
  // порт B в режим выхода
  DDRB = 0xFF;
  // устанавливаем нули на выходе
  PORTB = 0x00;
  while (1) 
  {
    // зажигаем светодиод
    PORTB |= (1 << PB0);
    // ждём 1 секунду
    _delay_ms(1000);
    // гасим светодиод
    PORTB &= ~(1 << PB0);
    // ждём 1 секунду
    _delay_ms(1000);
  }
}

    После загрузки программы, светодиод на пине PB0 начнёт мигать раз в секунду. Это значит всё получилось и можно дальше продолжать программировать ATmega32U2 более серьёзными программами.

Для перепрошивки ATmega32U2 существует множество готовых примеров использующих фреймворк LUFA. С его помощью STEMTera подключается к компьютеру в режиме эмуляции HID-контроллера. Windows определит плату как клавиатуру, джойстик или принтер — всё будет зависеть от выбранной прошивки.

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega328P

Сердцем платформы Arduino-части является 8-битный микроконтроллер семейства AVR.

Микроконтроллер ATmega32U2

Микроконтроллер ATmega32U2 обеспечивает связь микроконтроллера ATmega328P с USB-портом компьютера. При подключении к ПК Arduino Uno определяется как виртуальный COM-порт. Прошивка микросхемы 32U2 использует стандартные драйвера USB-COM, поэтому установка внешних драйверов не требуется.

Пины питания

Порты ввода/вывода

Светодиодная индикация

Имя светодиода Назначение
RX и TX Мигают при обмене данными между STEMtera в режиме Arduino и ПК.
L Светодиод вывода 13 микроконтроллера ATmega328. При отправке значения HIGH светодиод включается, при отправке LOW – выключается.
ON Индикатор питания на платформе.

Разъём для внешнего питания

Разъём для подключения внешнего питания от 7 В до 12 В.

Кнопка сброса

Осуществляет сброс микроконтроллера ATmega328 — перезапуск микроконтроллера ATmega328.

Принципиальная и монтажная схемы

Характеристики

Общие

Микроконтроллер: ATmega328

Микроконтроллер: ATmega32U2

Ресурсы