Teensy 3.2: подключение, настройка и начало работы
Teensy 3.2 — компактная платформа для разработки на базе микроконтроллера NXP MK20DX256VLH7 с вычислительным ядром ARM Cortex® M4.
Teensy 4.0 превосходит типичные платы на базе 8-битных микроконтроллеров. Наиболее существенные отличия заключаются в следующем:
- Тактовая частота: 72 МГц
- Объем Flash-памяти: 256 КБ
- Объем RAM-памяти: 64 КБ
- DMA-контроллер, который позволяет разгрузить центральный процессор, выполняя ресурсоёмкие операции с памятью.
В итоге на Teensy 3.2 можно разрабатывать сложные и ресурсоёмкие программы, например: обработка звука, управление многосуставными роботами или распознавание образов.
Подключение и настройка
Шаг 1
Подключите плату к компьютеру по USB. Для коммуникации используйте кабель micro-USB.
Шаг 2
Скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE.
Шаг 3
По умолчанию среда программирования настроена только на платы семейства Arduino. Для работы с платформой Teensy 4.0 — установите дополнительный патч Teensyduino.
Пример работы
В качестве примера повторим первый эксперимент «Маячок» из набора Матрёшка. На плате уже есть встроенный пользовательский светодиод, подключенный к 13
пину микроконтроллера.
- blink.ino
void setup() { // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); } void loop() { // turn the LED on (HIGH is the voltage level) digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // wait for a 100 ms delay(100); // turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // wait for a 100 ms delay(100); }
После загрузки встроенный светодиод LED
начнёт мигать 10 раз в секунду.
Это значит всё получилось и можно смело переходить к другим экспериментам на Teensy.
Элементы платы
Микроконтроллер MK20DX256VLH7
Сердцем платформы Teensy 3.2 является 32-битный микроконтроллер фирмы NXP — MK20DX256VLH7 с вычислительном ядром ARM Cortex-M4 с тактовой частотой 72 МГц. Контроллер обладает блоком памяти на 256 КБ Flash для хранения прошивки и 64 КБ RAM для хранения глобальных и статических переменных.
Микроконтроллер MKL02Z32VFG4
Что бы не занимать ни одного байта памяти основного процессора MK20DX256VLH7, для хранения и записи загрузчика используется дополнительный сопроцессор MKL02Z32VFG4.
Разъём micro-USB
Порт micro-USB предназначен для прошивки и питания платформы Teensy. Для подключения к ПК понадобиться кабель micro-USB.
Светодиодная индикация
Пользовательский светодиод на 13
пине микроконтроллера. Используйте определение LED_BUILTIN
в Arduino IDE для работы со светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиод загорается, при низком — гаснет.
Кнопка PROG
Клик по кнопке приводит к остановке выполнения пользовательской программы из Flash-памяти основного контроллера и переводит плату в режим программирования.
При подачи питания на плату, основной процессор загружает данные из Flash-памяти и исполняет записанные инструкции.
При прошивки Teensy по USB, нажатии на кнопку PROG или подачи низкого сигнала на пин Prog
, сопроцессор MKL02Z32VFG4 загружает код загрузчика в RAM-память основного процессора MK20DX256VLH7 и запускает его. Загрузчик стирает всю Flash-память основного процессора, считывает новые данные по USB и записывает во Flash-память. Далее плата перезагружается и основной процессор уже исполняет новые инструкции из Flash-памяти.
Понижающий регулятор
Понижающий линейный преобразователь LP38691 обеспечивает питание микроконтроллера и другой логики платы при подключении питания через USB-порт или пин Vin. Диапазон входного напряжения от 3,6 до 5 вольт. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 250 мА.
По документации на регулятор LP38691, максимальный выходной ток составляет 500 мА. Но в силу защиты платы от перегрева, в схеме используется ограничения до 250 мА.
Распиновка
Пины питания
- VIN Входной пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 3,5 до 5 вольт.
- 3V3 Выходной пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 250 мА.
- GND Выводы земли.
- AGND Вывод аналоговой земли. Добавление аналоговой земли позволяет развязать между собой аналоговые и цифровые части микросхемы, уменьшить импульсные помехи, повысить инструментальную точность каналов АЦП и ЦАП.
Пины ввода-вывода
- Цифровые входы/выходы: 34 пинов:
0
–33
Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно. - АЦП: 21 пин:
A0
–A20
Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. По умолчанию разрядность АЦП установлена в 10 бит. Используйте функцию analogReadResolution() для смены разрядности АЦП. Диапазон входного напряжения от 0 до 3,3 В. При подаче большего напряжения микроконтроллер может выйти из строя. - ЦАП: 1 пин:
A14
Позволяет выводить аналоговое напряжение из цифровых значений. Разрядность ЦАП не меняется и установлена в 12 бит. - ШИМ: 12 пинов:
3
–6
,9
–10
,20
–24
и32
Позволяет выводить аналоговое напряжение в виде ШИМ-сигнала из цифровых значений. По умолчанию разрядность ШИМ установлена в 8 бит. Используйте функцию analogWriteResolution() для смены разрядности ШИМ. - I²C Для общения Teensy c платами расширения и сенсорами по интерфейсу I²C.
- I²C0: пины
SDA0/18
иSCL0/19
- I²C1: пины
SDA1/17
иSCL1/16
- SPI Для общения Teensy c платами расширения и сенсорами по интерфейсу SPI.
- SPI: пины
MOSI/7
,MISO/8
иSCK/13
- SPI2: пины
MOSI2/35
,MISO2/34
иSCK2/37
- Serial/UART Для общения Teensy c платами расширения и сенсорами по интерфейсу UART.
- Serial1: пины
TX1/1/5
иRX1/0/21
- Serial2: пины
TX2/10/31
иRX2/9/26
- Serial3: пины
TX3/8
иRX3/7
- CAN Для общения Teensy c модулями по интерфейсу CAN.
- CAN1: пины
CTX/3
иCRX/4
Принципиальная схема
Габаритный чертёж
Характеристики
- Микроконтроллер: NXP MK20DX256VLH7
- Ядро: ARM Cortex-M4 (32 бита)
- Тактовая частота: 72 МГц
- Flash-память: 256 КБ
- RAM-память: 64 КБ
- EEPROM-память: 2 КБ
- Пинов ввода-вывода: 34 (толерантны к 5 В)
- Пины с прерыванием: 34
- Пины с АЦП: 21
- Разрядность АЦП: 8/10/12 бит (по умолчанию 10 бит)
- Пины с ЦАП: 1
- Разрядность ЦАП: 12 бит
- Пины с ШИМ: 12
- Разрядность ШИМ: 8/10/12/16 бит (по умолчанию 8 бит)
- Каналы DMA: 16
- Аппаратные интерфейсы: 3× UART, 2× I²C, 1× SPI, 1× CAN
- Входное напряжение питания:
- через USB: 5 В
- через пин Vin: 3,3–5 В
- Напряжение логических уровней: 3,3 В
- Максимальный выходной ток пина 3V3: 250 мА
- Габариты: 35×18×4 мм