====== Arduino M0 Pro ====== [[amp>product/arduino-m0-pro?utm_source=man&utm_campaign=arduino-m0-pro&utm_medium=wiki|Arduino M0 Pro]] — платформа для разработки на базе микроконтроллера {{:продукты:arduinom0:atsamd21g18_datasheet.pdf|ATSAMD21G18}} с вычислительным ядром ARM Cortex® M0! {{ :продукты:arduino-m0-pro:arduino-m0-pro.1.jpg?nolink |}} Это расширенная версия [[amp>product/arduino-m0?utm_source=man&utm_campaign=arduino-m0-pro&utm_medium=wiki|Arduino M0]] с продвинутыми инструментами отладки на борту. Отладка скетчей выполняется в режиме реального времени, а [[https://www.arduino.cc/en/Hacking/Bootloader|bootloader]] восстанавливается без дополнительного оборудования и внешних программаторов. ===== Подключение и настройка ===== Для работы с платформой Arduino M0 Pro в операционной системе Windows [[:установка-и-настройка-Arduino-ide|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 — [[:arduino-ide:boards-manager#добавление_плат_с_ядром_cortex-m0|добавьте в менеджере плат поддержку платформ на ядре ARM Cortex-M0+]]. ==== Что-то пошло не так? ==== * [[установка-и-настройка-arduino-ide:arduino-m0-restore|У меня не появляется новых устройств при подключении Arduino M0 Pro]] ===== Элементы платы ===== {{ :продукты:arduino-m0-pro:arduino-m0-pro_annotation.png?nolink |}} ==== Микроконтроллер ATSAMD21G18 ==== Платформа Arduino M0 Pro построена на мощном 32-разрядном микроконтроллере {{:продукты:arduino-m0-pro:atsamd21g18_datasheet.pdf|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 {{:продукты:arduino-m0-pro:at32uc3a4256_datasheet.pdf|AT32UC3A4256}} обеспечивает связь микроконтроллера {{:продукты:arduino-m0-pro:atsamd21g18_datasheet.pdf|ATSAMD21G18}} с USB-портом компьютера. В этом режиме становиться доступно {{:продукты:arduino-m0-pro:arduino-m0-pro_debug.pdf|выполнять отладку в режиме реального времени}} и восстанавливать [[https://www.arduino.cc/en/Hacking/Bootloader|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; ''0''–''13'' и ''A0''–''A6''\\ 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; ''2''–''13''\\ 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 [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/zero-due-mkr-family/analogwriteresolution/|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; ''A0''–''A5''\\ 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 [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/zero-due-mkr-family/analogreadresolution/|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 [[https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SimpleAudioPlayer|создания аудио-выхода]] — для этого используйте библиотеку [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Audio|Audio]]. * **TWI/I²C:** пины ''SDA'' и ''SCL''\\ Для общения с периферией по интерфейсу ''I²C''. Для работы используйте библиотеку [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Wire|Wire]]. * **SPI:** пины ''11(MOSI)'', ''12(MISO)'' и ''13(SCK)''\\ Для общения с периферией по интерфейсу ''SPI''. Для работы — используйте библиотеку [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Spi|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 USB'' — ''SerialUSB''. Для работы — используйте методы библиотеки [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Serial|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 {{:продукты:arduino-m0-pro:lm2734_datasheet.pdf|LM2734}}. Выход стабилизатора соединён с пином ''5V''. Максимальный выходной ток составляет 1 А. ==== Регулятор напряжения 3,3 В ==== Стабилизатор {{:продукты:arduinom0:mpm3810gqb-33_datasheet.pdf|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 [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Spi|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 [[amp>product/arduino-uno?utm_source=man&utm_campaign=arduino-m0-pro&utm_medium=wiki|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 ===== {{:продукты:arduino-m0-pro:arduino-m0-pro_schematic.1.png?direct&335 |}} {{ :продукты:arduino-m0-pro:arduino-m0-pro_schematic.2.png?direct&335|}} {{:продукты:arduino-m0-pro:arduino-m0-pro_schematic.3.png?direct&335 |}} {{ :продукты:arduino-m0-pro:arduino-m0-pro_layout.png?direct&335|}} ===== 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 ===== * [[amp>product/arduino-m0-pro?utm_source=man&utm_campaign=arduino-m0-pro&utm_medium=wiki|Arduino M0 Pro ]] в магазине. * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/arduino-m0-pro.svg|Векторное изображение Arduino M0 Pro]] * {{:продукты:arduino-m0-pro:arduino-m0-pro_debug.pdf|Мануал по режиму отладки Arduino M0 Pro}} * {{:продукты:arduino-m0-pro:atsamd21g18_datasheet.pdf|Datasheet на микроконтроллер ATSAMD21G18}} * {{:продукты:arduino-m0-pro:lm2734_datasheet.pdf|Datasheet на регулятор напряжения LM2734 (5 вольт)}} * {{:продукты:arduino-m0-pro:mpm3810gqb-33_datasheet.pdf|Datasheet на регулятор напряжения MPM3810GQB-33 (3,3 вольта)}}