Контроллер DUE XPRO ARM на Cortex ATSAM3X8EA-AU від Robotdyn

RobotDyn DUE XPRO - це плата на базі мікроконтролера Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3, однією з небагатьох плат на базі 32-бітного ядра ARM. Це оновлена версія звичайної плати Arduino DUO. Вона має 98 цифрових входів / виходів (це на 30 більше, ніж у оригінальної моделі), 12 аналогових входів, 4 UART (апаратні послідовні порти), тактова частота процесора 84 МГц, з'єднання USB OTG, 2 ЦАП (ЦАП), TWI, роз'єм живлення, SPI-роз'єм, JTAG-роз'єм, кнопка скидання і кнопка стирання пам'яті програм. Також на платі розміщений RGB світлодіод, кардрідер Micro-SD і роз'єм для модуля Wi-Fi ESP-01.

Контролер працює з логічними сигналами 3,3 В. Плата має інтерфейс USB для підключення до комп'ютера за допомогою кабелю micro-USB або до адаптера змінного струму або акумулятора. Контролер RobotDyn DUE XPRO сумісний з усіма пристроями, підтримуваними Arduino.

IOREF: дозволяє підключеному дисплею, з правильною конфігурацією, адаптуватися до напруги логічних рівнів сигналів плати.

Живлення контролера:

RobotDyn DUEXPRO може отримувати живлення від роз'єму USB або від зовнішнього джерела живлення. Джерело живлення вибирається автоматично. Зовнішнє (НЕ USB) живлення може подаватися або від мережевого адаптера або від акумулятора. Адаптер можна підключити, підключивши штекер 2,1 мм в роз'єм живлення карти. Контакти акумулятора можуть бути підключені до контактів GND і VIN роз'єму POWER. Плата може працювати від зовнішнього джерела живлення від 6 до 20 вольт, рекомендований діапазон становить від 7 до 12 вольт.

Контакти живлення наступні:

• VIN - вхідна напруга на платі Arduino при використанні зовнішнього джерела живлення (на відміну від 5 вольт від USB-з'єднання). Ви можете включити плату через цей контакт або отримати до неї доступ, якщо підключіть її через USB-кабель.
• 5V - Цей висновок виводить на плату напругу 5 В за допомогою стабілізатора напруги. Живлення плати може здійснюватися від роз'єму живлення постійного струму (7-12 В), роз'єму USB (5 В) або VIN-контакту на платі (7-12 В). Подача напруги через контакти 5 В або 3,3 В обходить стабілізатор, тому переконайтеся, що напруга стабільна і знаходиться в допустимих межах.

• 3 В - Живлення 3,3 В від вбудованого регулятора. Максимальне споживання струму складає 800 мА. Цей контролер також забезпечує живлення мікроконтролера SAM3X.

  GND - Контакти загального проводу.

• IOREF - цей висновок на платі DUEXPRO забезпечує еталонне джерело напруги, з яким працює мікроконтролер. Правильно налаштований екран може зчитувати напруга на контакті IOREF і вибирати відповідне джерело живлення або включати перетворювачі напруги на виходах, щоб працювати з рівнями сигналів 5 В або 3,3 В.

Обсяг пам'яті:

SAM3X має 512 КБ (2 блоки по 256 КБ) флеш-пам'яті для зберігання коду. Плата постачається з попередньо завантаженим загрузчиком. Доступна оперативна пам'ять SRAM складає 96 КБ в двох сусідніх блоках по 64 КБ і 32 КБ. Вся доступна пам'ять (Flash, RAM і ROM) може бути доступна безпосередньо як єдиний адресний простір. Ви можете стерти флеш-пам'ять SAM3X, використовуючи вбудовану кнопку стирання. Це видалить поточну завантажену программуіз MCU. Щоб стерти пам'ять, натисніть і утримуйте кнопку «Стерти» протягом декількох секунд, поки плата включена.

Входи і виходи:

Цифрові введення / виведення: всього 98. Кожен з 98 цифрових висновків на DUEXPRO може використовуватися як вхід або вихід з використанням функцій pinMode (), digitalWrite () і digitalRead (). Вони працюють на 3,3 В логічного рівня. Кожен вихід може забезпечувати струм 3 мА або 15 мА або споживати струм 6 мА або 9 мА, в залежності від виходу. Вони також мають внутрішній підтягаючий резистор (за замовчуванням відключений) на 100 кОм. Крім того, деякі контакти мають спеціалізовані функції:

• Послідовний інтерфейс UART:
• • UART: 0 (RX) і 1 (TX)
  • UART1: 19 (RX) і 18 (TX)
  • UART2: 17 (RX) і 16 (TX)
  • UART3: 15 (RX) і 14 (TX)
• ШІМ: контакти від 2 до 13 забезпечують 8-бітний ШІМ-вихід за допомогою функції analogWrite (). Дозвіл ШІМ може бути змінено за допомогою функції analogWriteResolution ().
• SPI: контакти SPI Header підтримують зв'язок SPI з використанням бібліотеки SPI. Контакти SPI мають центральний 6-контактний роз'єм, який фізично сумісний з Uno, Leonardo і Mega2560. Роз'єм SPI може використовуватися тільки для зв'язку з іншими пристроями SPI, але не для програмування SAM3X з використанням технології In-Circuit-Serial-Programming.
• CAN: контакти CANRX і CANTX підтримують протокол зв'язку CAN.
• I2C TWI 1:20 (SDA) і 21 (SCL)
• I2C TWI 2: SDA1 і SCL1 Підтримка обміну даними TWI з використанням бібліотеки Wire.h. SDA1 і SCL1 можна контролювати за допомогою класу Wire1, що надається бібліотекою Wire. У той час як SDA і SCL мають внутрішні підтягує резистори, SDA1 і SCL1 не мають. Додавання двох підтягують резисторів на лінії SDA1 і SCL1 потрібно для використання Wire1.
• Аналогові входи: контакти від A0 до A11. Контролер містить 12 аналогових входів, кожен з яких може забезпечувати 12-бітовий дозвіл (тобто 4096 різних значень). За замовчуванням дозвіл показань встановлено на 10 біт для сумісності з іншими платами Arduino. Ви можете змінити дозвіл АЦП за допомогою функції ReadResolution (). Подача напруги понад 3,3 В на контакти DUEXPRO може привести до пошкодження мікросхеми SAM3X. Функція AnalogReference () ігнорується в DUEXPRO. AREF висновок підключений до SAM3X аналогового опорного контакту через резистор. Щоб використовувати висновок AREF, резистор BR1 повинен бути від'єднаний від плати.
• ЦАП1 і ЦАП2: ці контакти забезпечують реальні аналогові виходи з 12-бітовим дозволом (4096 рівнів) з функцією analogWrite (). Вони можуть бути використані для створення аудіо виходу з використанням аудіо бібліотеки. Будь ласка, зверніть увагу, що вихідний діапазон ЦАП фактично становить всього лише від 0,55 В до 2,75 В. Інші контакти на платі: AREF опорного напруги для аналогових входів. Використовується з AnalogReference ().
• Скидання: встановіть цей вхід в стан LOW для скидання мікроконтролера. Зазвичай використовується для додавання кнопки скидання до шилдів, які закривають кнопку на дошці.

Зв'язок:

RobotDyn DUE XPRO має ряд засобів для зв'язку з комп'ютером, іншою платою Arduino або іншими микроконтроллерами, а також з різними пристроями, такими як телефони, планшети, камери і т. Д. SAM3X надає один апаратний UART і три апаратних USART для зв'язку з рівнями TTL .

Порт програмування підключений до мікроконтролеру ATmega16U2, який надає віртуальний COM-порт для програмного забезпечення на підключеному комп'ютері (для розпізнавання пристрою Windows потрібно файл .inf, але машини OSX і Linux автоматично розпізнають плату як COM-порт). 16U2 також підключений до апаратного UART SAM3X. Послідовне з'єднання на контактах RX0 і TX0 забезпечує зв'язок між послідовним портом і USB для програмування плати через мікроконтролер ATmega16U2. Програмне забезпечення Arduino включає в себе послідовний монітор, який дозволяє відправляти прості текстові дані на плату і з неї. Індикатори RX і TX на платі будуть мигати при передачі даних через мікросхему ATmega16U2 і USB-з'єднання з комп'ютером.

Порт USB підключений до SAM3X, він забезпечує послідовну зв'язок через USB. Це забезпечує послідовне з'єднання з Serial Monitor або іншими додатками на вашому комп'ютері, а також дозволяє емулювати USB-мишу або клавіатуру на приєднаному комп'ютері.

Порт Native USB також може виступати в якості хоста USB для підключених периферійних пристроїв, таких як миші, клавіатури і смартфони.

SAM3X також підтримує TWI і SPI зв'язок. Програмне забезпечення Arduino включає бібліотеку Wire для спрощення використання шини TWI. Для зв'язку SPI використовуйте бібліотеку SPI.

Програмування:

DUEXPRO може бути запрограмований за допомогою Arduino IDE. Завантаження програм в SAM3X відрізняється від мікроконтролерів AVR, які можна знайти на інших платах Arduino, оскільки перед повторним програмуванням флеш-пам'ять повинна бути стерта. Завантаження мікросхеми контролюється ПЗУ на SAM3X, яке буде працювати тільки тоді, коли флеш-пам'ять чіпа порожня. Будь-який з портів USB можна використовувати для програмування плати, хоча рекомендується використовувати порт програмування через особливості стирання пам'яті програм мікроконтролера.

Порт програмування: Щоб використовувати цей порт, виберіть «Arduino Due (ProgrammingPort)» в якості плати в меню «Інструменти» Arduino IDE. Підключіть порт програмування DUEXPRO (найближчий до відповідного роз'єму постійного струму) до Вашого комп'ютера. Порт програмування використовує 16U2 як чіпа USB-to-serial, підключеного до першого SAM3X UART (RX0 і TX0). 16U2 має два контакти, підключених до SAM3X для скидання і видалення контактів. Відкриття та закриття порту програмування, підключеного зі швидкістю 1200 біт / с, запускає процедуру «жорсткого стирання» для мікросхеми SAM3X, активуючи контакти стирання і скидання на SAM3X перед встановленням з'єднання з UART. Це рекомендований порт програмування.

Власний порт: щоб використовувати цей порт, виберіть «Arduino Due (NativeUSBPort)» в якості плати в Arduino IDE. Рідний порт USB підключений безпосередньо до SAM3X. Підключіть свій власний порт USB Due (найближчий до кнопки скидання) до комп'ютера. Відкриття та закриття власного порту зі швидкістю 1200 біт / с запускає процедуру «м'якого стирання»: флеш-пам'ять стирається і плата перезавантажується з завантажувачем.

На відміну від інших плат Arduino, які використовують avrdude для завантаження, DUEXPRO покладається на bossac. Вихідний код прошивки ATmega16U2 доступний в репозиторії Arduino. Ви можете використовувати роз'єм ISP з зовнішнім програматором (перезаписуючи завантажувач DFU).

Захист від перевантаження по струму через USB підключення: RobotDyn DUEXPRO оснащений самовідновлюватися запобіжником, який захищає порти USB Вашого комп'ютера від коротких замикань і перевантажень. Хоча більшість комп'ютерів забезпечують власну внутрішню захист, запобіжник забезпечує додатковий рівень захисту. Якщо до порту USB підключено більше 500 мА, запобіжник автоматично розірве з'єднання, поки не буде усунуто коротке замикання або перевантаження.

Три отвори для гвинтів дозволяють прикріпити плату до поверхні або корпусу. Зверніть увагу, що відстань між цифровими контактами 7 і 8 становить 160 мм (0,16 дюйма), який не кратний 100 інших контактів. RobotDyn DUEXPRO розроблений для сумісності з більшістю шилдів, розроблених для Uno, Diecimila і інших, Контакти портів 0-13 (і суміжними контактами AREF і GND), аналогові входами 0-5, роз'єм живлення і роз'ємом ICSP (SPI) знаходяться в аналогічних місцях. Крім того, основний UART (послідовний порт) розташований на тих же висновках (0 і 1).

Характеристики:

• Мікроконтроллер: AT91SAM3X8E
• Напруга живлення плати: (Vin) 7-12 В
• Цифрові В/В: 98 (16 з функціею ШІМ)
• Напруга цифрових входів/выходів: 3.3В
• Аналогові входи: 12
• Аналогові выходи: 2 (ЦАП)
• SRAM: 96 KБ
• Flash: 512 КБ
• Тактова частота: 84 МГц