Инструменты пользователя

Инструменты сайта


Arduino M0 Pro

Arduino M0 Pro — платформа для разработки на базе микроконтроллера ATSAMD21G18 с вычислительным ядром ARM Cortex® M0!

Это расширенная версия Arduino M0 с продвинутыми инструментами отладки на борту. Отладка скетчей выполняется в режиме реального времени, а bootloader восстанавливается без дополнительного оборудования и внешних программаторов.

Подключение и настройка

Для работы с платформой Arduino M0 Pro в операционной системе Windows скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino — Arduino IDE.

Добавление платформы

По умолчанию среда Arduino IDE настроена только на AVR-платы. Для работы с платформой Arduino M0 Pro — добавьте в менеджере плат поддержку платформ на ядре ARM Cortex-M0+.

Что-то пошло не так?

Элементы платы

Микроконтроллер ATSAMD21G18

Платформа Arduino M0 Pro построена на мощном 32-разрядном микроконтроллере ATSAMD21G18 с ядром ARM Cortex® M0 компании Microchip (Atmel).

Благодаря 32-разрядному ядру, Arduino M0 Pro во многом превосходит типичные платы на базе 8-разрядных микроконтроллеров.

  • 32-битное ядро позволяет обрабатывать 4х-байтовые данные всего за один такт.
  • Тактовая частота – 48 МГц.
  • Объем флеш-памяти программ – 256 КБ.
  • Объем оперативной памяти SRAM – 32 КБ.
  • Наличие DMA-контроллера позволяет разгрузить центральный процессор, выполняя ресурсоёмкие операции с памятью.

Микроконтроллер AT32UC3A4256

При подключении Arduino M0 Pro к ПК через Programming USB, микроконтроллер AT32UC3A4256 обеспечивает связь микроконтроллера ATSAMD21G18 с USB-портом компьютера. В этом режиме становиться доступно выполнять отладку в режиме реального времени и восстанавливать bootloader без дополнительных программаторов.

Пины питания

  • VIN: Напряжение, поступающее в Arduino от внешнего источника питания (не связано с 5 В от USB или другим стабилизированным напряжением). Через этот вывод можно как подавать внешнее питание, так и потреблять ток, когда устройство запитано от внешнего адаптера.
  • 5V: На вывод поступает напряжение 5 В от стабилизатора напряжения на плате, независимо от того, как запитано устройство: от адаптера (7–14 В), от USB (5 В) или через вывод VIN (7–14 В). Запитывать устройство через выводы 5V или 3.3V не рекомендуется, поскольку в этом случае не используется стабилизатор напряжения, что может привести к выходу платы из строя.
  • 3.3V: 3,3 В от стабилизатора напряжения на плате. Стабилизатор обеспечивает питание микроконтроллера ATSAMD21G18. Максимальный ток равен 1,2 А.
  • GND: Выводы земли.
  • IOREF: Вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера. В зависимости от напряжения, считанного с вывода IOREF, плата расширения может переключиться на соответствующий источник питания или задействовать преобразователи уровней. Это позволит плате работать как с 5 В, так и с 3,3 В устройствами.

Порты ввода/вывода

В отличии от большинства плат Arduino, родным напряжением Arduino M0 является 3,3 В, а не 5 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Большее напряжение может повредить микроконтроллер!

Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.

  • Цифровые входы/выходы: 20 пинов; 013 и A0A6
    Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 7 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
  • ШИМ: 12 пинов; 213
    Позволяет выводить 8-битные аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. Разрядность ШИМ, взаимодействующего с этими выводами, по умолчанию, установлена в 8 бит (для совместимости с другими платами Arduino). Изменить разрядность ШИМ можно с помощью функции analogWriteResolution(). Одновременно нельзя использовать ШИМ на некоторых парах пинов: 4 и 10, 5 и 12, так как каждая парочка висит на общем таймере.
  • АЦП: 6 пинов; A0A5
    Позволяет представить аналоговое напряжение в виде 12-битного числа. Разрядность АЦП, взаимодействующего с этими выводами, по умолчанию, установлена в 10 бит (для совместимости с другими платами Arduino). Изменить разрядность АЦП можно с помощью функции analogReadResolution(). На аналоговые входы Arduino M0 можно подавать напряжение в диапазоне от 0 до 3,3 В. При подаче большего напряжения микроконтроллер может выйти из строя.
  • ЦАП: пин DAC(A0)
    Аналоговый выход цифро-аналогового преобразователя, который позволяет формировать 10-битные уровни напряжения. Данный вывод может использоваться для создания аудио-выхода — для этого используйте библиотеку Audio.
  • TWI/I²C: пины SDA и SCL
    Для общения с периферией по интерфейсу I²C. Для работы используйте библиотеку Wire.
  • SPI: пины 11(MOSI), 12(MISO) и 13(SCK)
    Для общения с периферией по интерфейсу SPI. Для работы — используйте библиотеку SPI.
  • UART: пины 0(RX) и 1(TX)
    Используется для коммуникации платы Arduino с компьютером или другими устройствами через класс Serial1. Для связи Arduino M0 Pro с компьютером через порт Programming USB — используйте класс Serial, а для порта Native USBSerialUSB. Для работы — используйте методы библиотеки Serial.

Светодиодная индикация

Имя светодиода Назначение
RX и TX Мигают при обмене данными между Arduino M0 Pro и компьютером.
L Светодиод вывода 13. При задании значения HIGH светодиод включается, при LOW – выключается.
ON Индикатор питания
DEBUG Индикатор отладки

Разъём Programming USB

Разъём для прошивки платформы Arduino M0 Pro с помощью компьютера.

Для использования выберите в Arduino IDE в качестве вашей платы "Arduino M0 Pro (Programming Port)". При этом также производится стирание предыдущей прошивки. Аппаратное стирание более надежно, чем «программное стирание», которое происходит на собственном USB порте, и будет работать даже при повреждении главного микропроцессора. В программное обеспечение Arduino входит монитор последовательной шины, который дает возможность компьютеру обмениваться простыми текстовыми сообщениями с платой подключенной через Programming USB посредством контроллера ATmega16U2.

Разъём Native USB

Разъём для прошивки платформы Arduino M0 Pro с помощью компьютера.

Для использования выберите в Arduino IDE тип вашей платы Arduino M0 Pro (Native USB Port). Native USB port подключен к SAM21D, тем самым осуществляя последовательную связь (CDC) посредством USB обеспечивая подключение к монитору последовательной шины, или другим приложениям на вашем компьютере. Открытие и закрытие собственного порта при скорости передачи 1200 бит в секунду запускает процедуру «программного стирания»: флеш-память стирается и плата перезапускается с помощью загрузчика. Также это дает платформе возможность эмулировать USB мышь или клавиатуру.

Разъём для внешнего питания

Разъём для подключения внешнего питания от 7 В до 14 В.

Регулятор напряжения 5 В

Когда плата подключена к разъёму внешнего источника питания или через пин Vin, напряжение проходит через стабилизатор LM2734. Выход стабилизатора соединён с пином 5V. Максимальный выходной ток составляет 1 А.

Регулятор напряжения 3,3 В

Стабилизатор MPM3810GQB-33 с выходом 3,3 вольта, обеспечивает питание микроконтроллера. Максимальный выходной ток составляет 1,2 А.

Кнопка RESET

Служит для сброса микроконтроллера. Это аналог кнопки RESET обычного компьютера.

SPI-разъём

С применением библиотеки SPI данные выводы могут осуществлять связь по интерфейсу SPI. Линии SPI выведены на 6-контактный разъём и не продублированы на цифровых контактах, как это сделано на Arduino Uno. Если плата расширения использует SPI и не имеет снизу ICSP-разъёма ответного к этим штырькам на Arduino, она не будет работать работать.

Обратите внимание, SPI-разъём не предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера ATSAMD21G18 и может использоваться только для связи с другими SPI-устройствами.

SWD-разъём

SWD-разъём предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера ATSAMD21G18.

Принципиальная и монтажная схемы

Характеристики

  • Микроконтроллер: ATSAMD21G18, 32-Bit ARM Cortex M0+
  • Микроконтроллер отладки: AT32UC3A4256, 32-Bit AVR
  • Тактовая частота: 48 МГц
  • Объём Flash-памяти: 256 КБ
  • Объём SRAM-памяти: 32 КБ
  • Портов ввода-вывода всего: 20
  • Портов с АЦП: 6
  • Разрядность АЦП: 12 бит, по умолчанию 10 бит
  • Портов, подключённых к ЦАП: 1
  • Разрядность ЦАП: 10 бит
  • Портов с ШИМ: 12
  • Разрядность ШИМ: 10 бит, по умолчанию 8 бит
  • Аппаратных интерфейсов SPI: 1
  • Аппаратных интерфейсов I²C / TWI: 1
  • Аппаратных интерфейсов UART / Serial: 1
  • Номинальное рабочее напряжение: 3,3 В
  • Максимальный выходной ток пина 5V: 1 A
  • Максимальный выходной ток пина 3V3: 1,2 А (включая питание микроконтроллера)
  • Максимальный ток с пина или на пин: 7 мА
  • Допустимое входное напряжение от внешнего источника: 7–14 В
  • Габариты: 69×53 мм

Ресурсы