Плата MEGA2560 CH340G/ATmega2560-16AU R3 RobotDyn (Arduino-совместимая)

Питание

Mega 2560 CH340G&ATmega2560 может получать питание как через подключение по USB, так и от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее питание (не USB) может подаваться через преобразователь напряжения AC/DC (блок питания) или аккумуляторной батареей. Преобразователь напряжения подключается посредством разъема 2.1 мм с положительным полюсом на центральном контакте. Провода от батареи подключаются к выводам GND и VIN разъема питания (POWER).

Платформа может работать при внешнем питании от 7В до 12В. При напряжении питания ниже 7В, вывод 5В может выдавать менее 5В, при этом платформа может работать нестабильно. При использовании напряжения выше 12В рекомендуется устанавливать радиатор на стабилизатор. Рекомендуемый рабочий диапазон от 7В до 9В.

Для обмена данными по USB используется микроконтроллер CH340G, запрограммированный как конвертер USB-to-SERIAL (USB-UART).

Выводы питания:

• VIN — вход используется для подачи питания от внешнего не регулируемого источника (в отсутствие 5В от разъема USB или другого регулируемого источника питания). Подача напряжения питания происходит через данный вывод. Если питание подается на разъем 2.1мм, то на этот вход можно запитаться.
• 5V — можно подключить регулируемый источник напряжения, используемый для питания микроконтроллера и компонентов на плате на 5В. Или использовать как стабилизированный вывод питания при подключено питании от VIN.
• 3.3V — предназначено для питания внешних модулей и датчиков рассчитанных на 3.3V. Максимальное потребление тока до 180мА.
• GND — масса.

Память

Микроконтроллер ATmega2560 имеет 256КБ флеш-памяти для хранения кода программы (4КБ используется для хранения загрузчика), 8КБ ОЗУ и 4КБ EEPROM (которая читается и записывается с помощью библиотеки EEPROM).

Входы и Выходы

Каждый из 54 цифровых выводов Mega, используя функции pinMode(), digitalWrite(), и digitalRead(), может настраиваться как вход или выход. Выводы работают под напряжением 5В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (стандартно отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

• Последовательная шина — 0 (RX) и 1 (TX); Последовательная шина 1: 19 (RX) и 18 (TX); Последовательная шина 2: 17 (RX) и 16 (TX); Последовательная шина 3: 15 (RX) и 14 (TX). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Выводы 0 и 1 подключены к соответствующим выводам микросхемы последовательной шины CH340G.
• Внешнее прерывание — 2 (прерывание 0), 3 (прерывание 1), 18 (прерывание 5), 19 (прерывание 4), 20 (прерывание 3), и 21 (прерывание 2). Данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции attachInterrupt().
• PWM — 2 до 13 и 44-46. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().
• SPI — 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, например, используя библиотеку SPI. Также выводы SPI могут быть выведены на блоке ICSP, который совместим с платформами Uno, Duemilanove и Diecimila.
• LED — 13 встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.
• I2C — 20 (SDA) и 21 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI). Для создания используется библиотека Wire (информация на сайте Wiring). Расположение выводов на платформе Mega не соответствует расположению Duemilanove или Diecimila.

На платформе Mega2560 имеется 16 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и функции analogReference().

Дополнительная пара выводов платформы:

• AREF — опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией analogReference().
• RESET — низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

Связь

На контроллере Mega 2560 CH340G&ATmega2560 установлено несколько шин для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами. ATmega2560 поддерживает 4 порта последовательной передачи данных UART (SERIAL) для TTL. Установленная на плате микросхема CH340G направляет один из интерфейсов через USB, предоставляя виртуальный COM порт программам на компьютере (требуется установка драйвера для CH340G). Утилита мониторинга последовательной шины (Serial Monitor) среды разработки Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные при подключении к платформе. Светодиоды RX и TX на платформе будут мигать при передаче данных через микросхему CH340G и USB подключение (но не при использовании последовательной передачи через выводы 0 и 1).

Библиотекой SoftwareSerial возможно создать последовательную передачу данных через любой из цифровых выводов Mega 2560 CH340G&ATmega2560.

Mega 2560 CH340G&ATmega2560 поддерживает интерфейсы I2C (TWI) и SPI. В Arduino включена библиотека Wire для удобства использования шины I2C. Более подробная информация находится на сайте Wiring. Для связи по SPI, используется библиотека SPI.

Программирование

Платформа программируется посредством среды разработки Arduino IDE. Контроллер Mega 2560 CH340G&ATmega2560 поставляется с записанным загрузчиком, облегчающим запись новых программ без использования внешних программаторов.

Физические характеристики и совместимость с платами расширения

Ширина и длина печатной платы Mega 2560 CH340G&ATmega2560 составляют 53×102mm соответственно. Разъем Micro USB и силовой разъем немного выходят за границы данных размеров. Три отверстия в плате позволяют закрепить ее на поверхности. Расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 равняется 0.4см, хотя между другими выводами оно составляет 0.25см.

Mega 2560 CH340G&ATmega2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Arduino Uno, Duemilanove или Diecimila. Расположение выводов 0 — 13 (и примыкающих AREF и GND), аналоговых входов 0 — 5, силового разъема, блока ICSP, порта последовательной передачи UART (выводы 0 и 1) и внешнего прерывания 0 и 1 (выводы 2 и 3) на Mega соответствует расположению на вышеприведенных платформах. Связь SPI может осуществляться через блок ICSP, как на платформах Duemilanove / Diecimila, так и на Mega2560. Однако расположение выводов (20 и 21) связи I2C на платформе Mega не соответствуют расположению тех же выводов (аналоговые входы 4 и 5) на Duemilanove / Diecimila.

Schematic MEGA-CH340G.pdf